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HBK 3DM-CX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器
詳情說明

      美國 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM- CX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器（OEM 封裝）是最小、最輕的工業(yè) AHRS，配有自適應(yīng)卡爾曼濾波器。3DM- CX5-AHRS 具有完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)娜S加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)，可在所有動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)測量質(zhì)量的最佳組合。雙板載處理器運(yùn)行獨(dú)特的自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器 (EKF)，可實(shí)現(xiàn)出色的動(dòng)態(tài)姿態(tài)估計(jì)，使其成為各種應(yīng)用的理想選擇，包括平臺(tái)穩(wěn)定性、機(jī)器人技術(shù)以及車輛健康狀況和使用情況監(jiān)控。


      CX 產(chǎn)品線具有 GX 系列的所有相同功能，采用專為批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)集成商友好型封裝MicroStrain  Sensing  3DM?CX5  系列高性能工業(yè)級(jí)板級(jí)慣性傳感器提供廣泛的三軸慣性測量、計(jì)算姿態(tài)和導(dǎo)航解決方案。


      在所有型號(hào)中，慣性測量單元  (IMU)  包括加速度和角速率的直接測量，并在工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行完全溫度補(bǔ)償和校準(zhǔn)。微機(jī)電系統(tǒng)  (MEMS)  技術(shù)的使用可實(shí)現(xiàn)高精度、小型、輕量的設(shè)備。


      一、3DM-CX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的產(chǎn)品亮點(diǎn)

         ? 三軸加速度計(jì)、陀螺儀、溫度傳感器實(shí)現(xiàn)測量質(zhì)量的最佳組合。

         ? 雙板載處理器運(yùn)行新的自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器  (EKF)  可實(shí)現(xiàn)出色的動(dòng)態(tài)橫滾、俯仰和偏航性能。


      二、3DM-CX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

（1）同類最佳的性能（2）傳感器（3）操作（4）封裝

? 偏差跟蹤、誤差估計(jì)、閾值標(biāo)記和自適應(yīng)噪聲建模允許對每個(gè)應(yīng)用中的條件進(jìn)行微調(diào)。

? 加速度計(jì)噪聲低至  20  ug/√Hz。

? 具有自適應(yīng)功能的最小、最輕的工業(yè)  AHRS卡爾曼濾波器可用。

? 高性能加速度計(jì)：

         ? 25 μg/√Hz（8g 選項(xiàng)）

         ? 80 μg/√Hz（20g 選項(xiàng)）。

? 超穩(wěn)定陀螺儀：

         ? 8 dph 運(yùn)行偏差（-40 至 +85°C）

         ? 偏移溫度滯后 0.05°/s。

? 粗略 0.3°/√小時(shí)；

? 俯仰-橫滾靜態(tài)/動(dòng)態(tài)精度 ±0.25°/0.4°。

? IMU采樣率高達(dá)1000Hz；

? 自適應(yīng) EKF 輸出速率高達(dá) 500Hz；

? 可獨(dú)立配置的 IMU 和 EKF 輸出；

? 前向兼容的 MIP 協(xié)議優(yōu)化帶寬；

? 用于配置、控制、顯示和記錄的SensorConnect軟件。

? CNC陽極氧化鋁；

? 精密對準(zhǔn)功能；

? 高度緊湊且薄型：

         ? 38.0 毫米 x 24.0 毫米 x 10.7 毫米；

         ? 12.0克。

? USB 和 TTL UART 接口（高達(dá) 921600 BAUD）；

? –40 至 +85 °C 工作溫度范圍。


      三、3DM-CX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）移動(dòng)機(jī)器人（2）天線和攝像頭指向（3）測試與測量

? 低噪聲、線性且穩(wěn)定的 MEMS 陀螺儀和加速計(jì)可在轉(zhuǎn)彎和顛簸期間實(shí)現(xiàn)卓越的航向精度。

? 自適應(yīng)卡爾曼濾波器算法提供卓越的動(dòng)態(tài)性能。

? 自動(dòng)自校準(zhǔn)和自動(dòng)異常拒絕使帶有磁力計(jì)的裝置可靠且準(zhǔn)確的航向參考。

? 完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)?IMU 在苛刻的環(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。

? 低噪聲、低延遲、線性 MEMS 陀螺儀和加速度計(jì)可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定的姿態(tài)跟蹤。

? 堅(jiān)固的機(jī)加工鋁工業(yè)包裝可在高振動(dòng)和沖擊環(huán)境中提供可靠的性能。

? 適用于嵌入式應(yīng)用的緊湊型 OEM 版本可降低成本而不損失精度。

? 完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲衅髟诳量痰沫h(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。

? 高度穩(wěn)定、線性和低延遲的 MEM 加速度計(jì)和陀螺儀可提供高精度和可重復(fù)性。

? 堅(jiān)固的機(jī)加工鋁工業(yè)包裝可在高振動(dòng)和沖擊環(huán)境中提供可靠的性能。

? 開源MSCL API 可以輕松集成到自定義軟件應(yīng)用程序中。


      四、3DM-CX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的技術(shù)規(guī)格

（1）常規(guī)參數(shù)
集成傳感器：三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀和溫度傳感器

數(shù)據(jù)輸出：慣性測量單元 (IMU) 輸出： 加速度、角速度、磁場、環(huán)境壓力、Delta-theta、Delta-velocity
計(jì)算輸出

擴(kuò)展卡爾曼濾波器 (EKF)： 濾波器狀態(tài)、時(shí)間戳、 姿態(tài)估計(jì)值（歐拉角、四元數(shù)、方位矩陣 矩陣）、線性和補(bǔ)償加速度、偏差 補(bǔ)償角速度、壓力高度、無重力 線性加速度、陀螺儀和加速度計(jì)偏差、 比例因子和不確定性、重力和磁力 模型等。


（2）慣性測量單元 (IMU) 傳感器輸出

加速計(jì)   陀螺儀 磁力計(jì)
測量范圍：

±8 g (標(biāo)準(zhǔn)) 

±2 g, ±4 g, ±20 g, 

±40 g (可選)

300°/sec (標(biāo)準(zhǔn)) 

±75, ±150, ±900 

(可選)

±8 Gauss
非線性度 ：±0.02% fs±0.02% fs±0.3% fs
分辨率：<0.1 mg<0.003°/sec --
偏差不穩(wěn)定性：±0.04 mg 8°/hr--
初始偏置誤差：±0.002 g ±0.04°/sec±0.003 Gauss
比例因子穩(wěn)定性：±0.03% ±0.05%±0.1%
噪聲密度：20 μg/√Hz (2 g)  0.005°/sec/√Hz (300°/sec) 400 μGauss/√Hz
對準(zhǔn)誤差：±0.05°  ±0.05° ±0.05°
可調(diào)帶寬 ：225 Hz (max) 250 Hz (max)--
溫度偏移誤差：0.06% (typ)0.04% (typ)  --
隨溫度變化的增益誤差 ：0.03% (typ) 0.03% (typ) --
比例系數(shù)非線性 (@ 25°C)：

0.02% (typ) 

0.06% (max)

0.02% (typ) 

0.06% (max) 

±0.0015 Gauss
振動(dòng)引起的噪聲：--0.072°/s RMS/g RMS--
振動(dòng)整流誤差 (VRE)： 0.03% 0.001°/s/g2 RMS--
IMU 濾波 ：數(shù)字 sigma-delta 寬帶抗混疊濾波器到數(shù)字平均濾波器（用戶可調(diào)），按比例轉(zhuǎn)換為物理單位。
采樣率：1 kHz  4 kHz  100 Hz
IMU 數(shù)據(jù)輸出率：1 Hz to 1 kHz


（3）壓力高度計(jì)
量程：-1800 m to 10,000 m分辨率：< 0.1 m
噪聲密度：0.01 hPa RMS采樣率：25 Hz


（4）計(jì)算輸出
姿態(tài)精度：EKF 輸出：±0.25° RMS 滾轉(zhuǎn)和俯仰，±0.8° RMS 航向（典型值）
CF 輸出：±0.5° RMS 搖擺和俯仰，±1.5° RMS 航向（典型值）
姿態(tài)航向范圍 ：360° a所有軸向姿態(tài)分辨率 ：< 0.01°
姿態(tài)重復(fù)性 ：0.2° (typ)計(jì)算更新率：500 Hz
計(jì)算數(shù)據(jù)輸出率：EKF 輸出: 1 Hz to 500 Hz 
CF 輸出: 1 Hz to 1000 Hz


（5）操作參數(shù)
通信 ：USB 2.0（全速） 
TTL 串行（3.0 V 直流，9,600 bps 至 921,600 bps，默認(rèn)為 115,200）
電源：+ 3.2 to 5.2 V dc功耗：500 mW (typ)
工作溫度：-40°C to +85°C機(jī)械沖擊極限：500g/1ms 絕對最大生存能力*。


（6）物理規(guī)格
尺寸：38 mm x 24 mm x 9.7 mm重量：8 grams
外殼材料：鋁符合法規(guī)：CE、REACH、ROHS
MTBF ：400,094 小時(shí)（Telcordia 方法 GM35C）


（7）集成
連接器： 

  數(shù)據(jù)/電源：Samtec FTSH 系列；

  連接套件：微型-D9

硬件開發(fā)套件： 可用選件
軟件： 包括 SensorConnect 和 MIP Monitor 軟件；兼容 Windows XP/ Vista/7/8/10
數(shù)據(jù)通信協(xié)議 (DCP) ：與 GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5 CX5 和 CV5 產(chǎn)品系列的協(xié)議兼容
軟件開發(fā)工具包：MicroStrain 通信庫 (MSCL) 開放源代碼許可證包括完整的文檔和示例代碼。
* 注意：反復(fù)暴露于 > 2 倍滿刻度下可能導(dǎo)致永久性損壞。


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