ADISl6300四自由度IMU在姿态测量中的应用

2010-09-08 19:00:01来源: 电子设计工程 关键字:ADISl6300  测量  IMU  姿态测量

  近年来,微机电系统(MEMS)技术广泛用于汽车的系统和稳定系统、医学系统、便携式照相机、运动装置和三维鼠标等领域。简单和小体积的惯性测量系统尤其受到关注,因此,基于MEMS的高精度、重量轻、小体积的姿态测量系统将得到广泛的应用。本文将介绍一种ADI公司的惯性传感器以及由其组成的微小姿态测量系统。

  1 ADISl6300简介

  ADISl6300四自由度(4DoF)IMU是一个完整的惯性测量传感器,其内置单轴陀螺仪和三轴加速计,每个传感器都实现了iMEMS(Motion Sig-nal Processing Technology)技术与信号调理技术的完美结合,可提供最优化的动态性能。工厂校准为每个传感器提供灵敏度、偏置、对准和线性加速度特性。因此,每个传感器都拥有自身的动态补偿,从而可以在4.75~5.25 V的电源范围内进行精确的传感器测量。由于AD-ISl6300所有必要的运动检测与校准都是在工厂完成,大幅缩短了系统集成时间,并降低了测试设备成本。ADISl6300采用改进的SPI接口,可提供更快的数据收集与配置控制,用户实现就像供电及连接SPI(串行外设接口)端口一样简单。ADISl6300采用23 mmx31 mmX7.5 mm封装,具有2 000 g额定耐冲强度,并提供了一个标准的连接接口,使其能方便水平或垂直安装。

  ADISl6300角速度检测的动态范围具有±75、±150以及±300(°)/s 3种选项,三轴加速度的动态范围为±3 g,可提供350 Hz带宽,高达1 200次/秒的采样速率,并具有嵌入式可编程数字滤波功能。ADISl6300其价格仅为其他同级产品的1/10,可广泛应用于医疗仪器、机器人、惯性测量单元、导航控制等领域。

  2 ADISl6300结构功能

  如图1所示,图(a)为ADISl6300的坐标系,其标出了每个惯性传感器(陀螺仪和加速度计)的测量朝向。图(b)为ADISl6300的标准接口引脚配置图,引脚16,17,18,19,22,23,24是没有连接的预留引脚;引脚10,11,12为电源VCC;引脚13,14,15为电源GND;引脚3,4,5,6分别为SPI接口的时钟,数据输出,数据输入和器件选择引脚;引脚1,2,7,9分别为配置数据输入/输出引脚;引脚8为复位引脚;引脚21,22分别为12位的ADC输入和DAC输出引脚。

  ADISl6300功能模块框图如图2所示,温度传感器、MEMS角速度传感器和三轴MEMS加速度传感器分别感知环境温度、器件所受角速度和三维加速度,将信号调理并转换,经校准和数字信号处理后将数据存入输出寄存器供外部SPI主控器件读取。ADISl6300是一个智能的传感器,传感器上电后便自动以819.2次/秒采样速率进行惯性测量。每个采样周期结束后,传感器测量结果存放至输出寄存器,并且DI01引脚向器件外产生一个脉冲,表示一个完整的新惯性测量数据已经采集准备好,可供外部SPI主控器件读取。

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编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2010/0908/article_1456.html
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