基于KXR94加速度计的微型惯性测量装置设计

    微型惯性测量装置MIMU(Micro Inertial Measure-ment Unit)以其尺寸小、成本低等特点不仅在传统应用领域得到应用，而且在商业领域占据了一定的市场。本文设计了一个高度集成、低功耗及低成本的微型惯性测量装置，可精确地测算出载体的航向角、俯仰角及位置等信息，为运动轨迹跟踪实验打下了基础，也可广泛地应用于民用航空、车辆控制、机器人、工业自动化、探矿、玩具等领域。

1 系统硬件设计
1．1 惯性测量器件选择
    根据运动轨迹跟踪的特征和实验本身的特点，微惯性测量装置应该满足下列设计要求：体积小、质量轻、功耗低、采集频率和采集精度高、成本低以及抗冲击能力强。为了实现这些需求，微惯性测量装置的硬件主要由微惯性传感器单元MEMS和微处理器单元DSP组成。微惯性传感器单元由微机械陀螺和微加速度计组成，可精确测量载体的3个轴向角速度信息和3个轴向加速度信息。
    加速度计是惯性导航与惯性制导系统的一类重要敏感元件，用来测量运载体相对惯性空间运动的加速度，经过积分和相关的运算就能得到载体空间的位置。加速度计是一个直接测量元件，它能连续测量运载体的加速度，然后经过计算机解算出运载体速度、经纬度及航程等。本系统采用的KXR94加速度计芯片是Kionix公司生产的三轴加速度计。该加速度计内部已经对温度和电压波动引起的偏差进行了设计补偿，因此由于电压和温度引起的偏差较小。该器件测量范围为±2 g，灵敏度系数为560 mV／g，非线性度为0．1％，零加速度漂移为±150 mg；2．8～3．3 V均可工作；功耗很低，静态电流约1.1 mA。其原理图如图1所示。

 

关键字：KXR94加速度计  微型惯性测量

编辑：什么鱼 引用地址：http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0901/article_3392.html

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