本發(fā)明屬于慣性測量，具體涉及一種慣性傳感器芯體及慣性傳感器的檢測方法。

背景技術(shù)：

1、慣性測量單元（imu）能夠?qū)d體三個正交方向的角速度和加速度信息進(jìn)行測量，從而得到載體的角運(yùn)動狀態(tài)和線運(yùn)動狀態(tài)，基于mems慣性器件生產(chǎn)的imu具有體積小，功耗低，短期穩(wěn)定性和抗震性能良好的特點(diǎn)，能夠在較小的空間環(huán)境中使用，因此被廣泛應(yīng)用于短時間內(nèi)姿態(tài)控制、慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域。

2、現(xiàn)有的mems慣性器件的imu設(shè)計方法，主要是將mems慣性器件通過兩兩正交的固定方式，安裝在imu的三個敏感方向上，并通過imu系統(tǒng)補(bǔ)償安裝誤差角，實(shí)現(xiàn)對三個正交軸向角速度或加速度信息的精準(zhǔn)測量；該種安裝方式能夠滿足大部分的應(yīng)用場合，但是仍存在以下缺陷：

3、（1）某些空間局限性較高，無法提供足夠的空間實(shí)現(xiàn)mems慣性器件的正交安裝；

4、（2）mems慣性器件自身量程無法滿足載體某個軸向?qū)嶋H使用要求；

5、（3）三個軸向上的慣性器件性能存在差異，導(dǎo)致某個軸向的慣性器件環(huán)境適應(yīng)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種慣性傳感器芯體及慣性傳感器的檢測方法，旨在解決現(xiàn)有正交式安裝占用空間較大、自身量程無法滿足使用要求、因性能差異導(dǎo)致環(huán)境適應(yīng)性差的技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種慣性傳感器芯體，包括：

3、基座，具有三個繞其中心軸均勻分布的安裝面，所述安裝面自上而下逐漸遠(yuǎn)離所述中心軸傾斜；

4、慣性模組，包括三個電路板以及連接于三個所述電路板之間的導(dǎo)線，三個所述電路板一一對應(yīng)與三個所述安裝面貼合安裝。

5、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基座上還具有三個組裝部，每個所述安裝面位于相鄰兩個所述組裝部之間，所述組裝部高于所述安裝面。

6、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，每個所述安裝面上凹陷設(shè)置有容納槽，所述容納槽用于容納對應(yīng)所述電路板上的芯片。

7、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述容納槽的相對兩側(cè)壁均設(shè)有開口。

8、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安裝面的上下兩側(cè)均設(shè)有凸出于所述安裝面的擋條。

9、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電路板與所述中心軸的夾角為45°~60°。

10、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基座的頂部設(shè)有垂直于所述中心軸的承托面，所述承托面與所述安裝面之間設(shè)有倒圓角。

11、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電路板粘接于對應(yīng)的所述安裝面。

12、本申請實(shí)施例所示的方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例中的慣性傳感器芯體封裝入外殼后形成慣性傳感器，可用于安裝在載體上，在載體發(fā)生動態(tài)變化的時候，通過測量空間向量的變化，從而判斷載體的角速度和加速度變化，其中慣性模組上的三個電路板由于貼合安裝面進(jìn)行安裝，安裝后的慣性模組呈倒扣的形狀，則慣性模組的整體高度則為電路板的高度投影在中心軸上的分量的長度，提高空間利用率，可適應(yīng)于更緊湊的安裝環(huán)境；采用非正交的方式安裝，最后需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為正交數(shù)據(jù)，若實(shí)際某個工況中單一正交軸向測量范圍超出量程，通過非正交軸的分解，在各個測量軸向上的測量范圍則不需要達(dá)到工況中需求的測量范圍，實(shí)現(xiàn)了超量程測量；采用非正交的安裝方式可使得某一個正交軸向在多個測量軸向上均存在分量，在使用中可以選擇更適合使用工況下的測量軸向，提高適應(yīng)性。

13、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種慣性傳感器的檢測方法，采用上述慣性傳感器芯體，包括如下步驟：

14、s10：將所述慣性傳感器芯體裝入載體中；

15、s20：測量得到的當(dāng)前向量空間為[x1，y1，z1]t；

16、s30：采用轉(zhuǎn)換矩陣c計算實(shí)際正交空間向量[x，y，z]t：

17、。

18、結(jié)合第二方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述轉(zhuǎn)換矩陣c為：

19、獲取單位向量[1,0,0]t、[0,1,0]t、[0,0,1]t；

20、計算單位向量[1,0,0]t在三個電路板上的投影向量，分別為c11、c12、c13；

21、計算單位向量[0,1,0]t在三個電路板上的投影向量，分別為c21、c22、c23；

22、計算單位向量[0,0,1]t在三個電路板上的投影向量，分別為c31、c32、c33。

23、本申請實(shí)施例所示的方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用非正交的方式安裝，最后需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為正交數(shù)據(jù)，若實(shí)際某個工況中單一正交軸向測量范圍超出量程，通過非正交軸的分解，在各個測量軸向上的測量范圍則不需要達(dá)到工況中需求的測量范圍，實(shí)現(xiàn)了超量程測量；采用非正交的安裝方式可使得某一個正交軸向在多個測量軸向上均存在分量，在使用中可以選擇更適合使用工況下的測量軸向，提高適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.一種慣性傳感器芯體，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述基座上還具有三個組裝部，每個所述安裝面位于相鄰兩個所述組裝部之間，所述組裝部高于所述安裝面。

3.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，每個所述安裝面上凹陷設(shè)置有容納槽，所述容納槽用于容納對應(yīng)所述電路板上的芯片。

4.如權(quán)利要求3所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述容納槽的相對兩側(cè)壁均設(shè)有開口。

5.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述安裝面的上下兩側(cè)均設(shè)有凸出于所述安裝面的擋條。

6.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述電路板與所述中心軸的夾角為45°~60°。

7.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述基座的頂部設(shè)有垂直于所述中心軸的承托面，所述承托面與所述安裝面之間設(shè)有倒圓角。

8.如權(quán)利要求1所述的慣性傳感器芯體，其特征在于，所述電路板粘接于對應(yīng)的所述安裝面。

9.一種慣性傳感器的檢測方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的慣性傳感器芯體，包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求9所述的慣性傳感器的檢測方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換矩陣c為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種慣性傳感器芯體及慣性傳感器的檢測方法，屬于慣性測量技術(shù)領(lǐng)域，所述慣性傳感器芯體包括基座和慣性模組，所述基座具有三個繞其中心軸均勻分布的安裝面，所述安裝面自上而下逐漸遠(yuǎn)離所述中心軸傾斜；所述慣性模組包括三個電路板以及連接于三個所述電路板之間的導(dǎo)線，三個所述電路板一一對應(yīng)與三個所述安裝面貼合安裝。所述慣性傳感器的檢測方法包括：S10：將所述慣性傳感器芯體裝入載體中；S20：測量得到的當(dāng)前向量空間為[X<subgt;1</subgt;，Y<subgt;1</subgt;，Z<subgt;1</subgt;]<supgt;T</supgt;；S30：采用轉(zhuǎn)換矩陣C計算實(shí)際正交空間向量[X，Y，Z]<supgt;T</supgt;：

技術(shù)研發(fā)人員：乜愷,李正偉,楊鳳霞,南耀仕,姚世婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北美泰電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6