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HBK 3DM-GX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器
詳情說明

      美國 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-GX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器（通用封裝），是目前最小、最輕的精密工業(yè) AHRS。3DM-GX5-AHRS具有完全校準和溫度補償?shù)娜S加速度計、陀螺儀和磁力計，可在所有動態(tài)條件下實現(xiàn)測量質(zhì)量的最佳組合。雙板載處理器運行獨特的自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波器 (EKF)，可實現(xiàn)出色的動態(tài)姿態(tài)估計，使其成為各種應(yīng)用的理想選擇，包括平臺穩(wěn)定性、機器人技術(shù)以及車輛健康狀況和使用情況監(jiān)控。


      MicroStrain  Sensing  3DM?GX5  系列高性能工業(yè)級慣性傳感器提供廣泛的三軸慣性測量、計算姿態(tài)和導(dǎo)航解決方案。在所有型號中，慣性測量單元  (IMU)  包括加速度和角速率的直接測量，并且在工作溫度范圍內(nèi)進行完全溫度補償和校準。微機電系統(tǒng)  (MEMS)  技術(shù)的使用可實現(xiàn)高精度、小型、輕量的設(shè)備。


      SensorConnect  軟件是一個用戶友好的設(shè)備配置程序。也可以使用  MIP  Monitor（MicroStrain  Internet  協(xié)議）。這兩個軟件包都提供設(shè)備配置、實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄。另外，MIP  數(shù)據(jù)通信協(xié)議可用于開發(fā)自定義接口和輕松的  OEM  集成。


      一、3DM-GX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的產(chǎn)品亮點

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

         ?雙板載處理器運行新的自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波器（EKF）可實現(xiàn)出色的動態(tài)姿態(tài)估計。


      二、3DM-GX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的特點和優(yōu)點

（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、閾值標記和自適應(yīng)噪聲建模允許對每個應(yīng)用中的條件進行微調(diào)。

? 加速度計噪聲低至  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：

         ?25 μg/√Hz（8g 選項）；

         ?80 μg/√Hz（20g 選項）。

? 超穩(wěn)定陀螺儀：

         ?8 dph 運行偏差（-40 至 +85°C）；

         ?偏移溫度滯后 0.05°/s；

         ?粗略 0.3°/√小時。

? 俯仰-橫滾靜態(tài)/動態(tài)精度 ±0.25°/0.4°。

? IMU采樣率高達1000Hz；

? 自適應(yīng) EKF 輸出速率高達 500Hz；

? 可獨立配置的 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；

? 精密對準功能；

? 高度緊湊且薄型：

         ?36.0 毫米 x 36.6 毫米 x 11.1 毫米；

         ?16.5克。

? USB 和 RS-232（高達 921600 BAUD）接口；

? –40 至 +85 °C 工作溫度范圍。


      三、3DM-GX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）移動機器人（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 陀螺儀和加速計可在轉(zhuǎn)彎和顛簸期間實現(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態(tài)性能。

? 自動自校準和自動異常拒絕使帶有磁力計的裝置可靠且準確的航向參考。

? 完全校準和溫度補償?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 陀螺儀和加速度計可實現(xiàn)準確、穩(wěn)定的姿態(tài)跟蹤。

? 堅固的機加工鋁工業(yè)包裝可在高振動和沖擊環(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。

? 完全校準和溫度補償?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 加速度計和陀螺儀可提供高精度和可重復(fù)性。

? 堅固的機加工鋁工業(yè)包裝可在高振動和沖擊環(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-GX5-AHRS 姿態(tài)參考傳感器的技術(shù)規(guī)格

（1）通用規(guī)格
集成傳感器：三軸加速計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、壓力高度計和溫度傳感器
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-θ、Delta-速度
計算輸出

擴展卡爾曼濾波器 (EKF)： 濾波器狀態(tài)、時間戳、姿態(tài)估計值（歐拉角、四元數(shù)、方向矩陣）、線性和補償加速度、偏差補償角速度、壓力高度、無重力線性加速度、陀螺儀和加速度計偏差、比例因子和不確定性、重力和磁場模型等。
互補濾波器（CF）： 姿態(tài)估計（以歐拉 角、四元數(shù)、方位矩陣）穩(wěn)定的姿態(tài)估計值，北向和上向矢量 向上矢量、GPS 相關(guān)時間戳


（2）慣性測量單元 (IMU) 傳感器輸出

加速計陀螺儀磁力計
測量范圍：

±8 g (標準)

±2 g, ±4 g, ±20 g,

±40 g (可選)

300°/sec (標準)

±75, ±150, ±900 

(可選)

±8 Gauss
非線性度：±0.02 % fs±0.02% fs±0.3% fs
分辨率：0.02 mg (+/- 8 g) <0.003°/sec (300 dps) --
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
對準誤差：±0.05° ±0.08°  ±0.05°
帶寬：225 Hz 250 Hz--
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)--
振動引起的噪聲 ：-- 0.072°/s RMS/g RMS --
振動整流誤差 (VRE) ：-- 0.001°/s/g2 RMS--
IMU 濾波：Digital sigma-delta ADC 采樣頻率為 1kHz 和 4kHz。4kHz 數(shù)據(jù)平均為 1kHz 標稱采樣率。按比例轉(zhuǎn)換為 物理單位。用戶可調(diào)的 IIR 濾波器可用于 1 千赫茲數(shù)據(jù)。以 1kHz 的頻率計算錐形和弧形積分。
采樣率：1 kHz4 kHz  100 Hz
IMU 數(shù)據(jù)輸出率：1 Hz to 1 kHz


（3）壓力高度計
高度范圍：1260-260 mB (hPa) (-500 to 10,000m)
分辨率：0.01 hPa RMS采樣率：25 Hz
相對精度：±0.1 mB，范圍 800-1000mB @ T=25°C


（4）計算輸出
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 滾轉(zhuǎn)和俯仰、 ±1.5° RMS 航向（典型值）
姿態(tài)航向范圍：360° 所有軸向姿態(tài)分辨率：< 0.01°
姿態(tài)重復(fù)性：0.2° (typ)計算更新率 ：500 Hz
計算數(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)
通訊：USB 2.0（全速） 
RS232（9,600 bps 至 921,600 bps，默認為 115,200）
電源：+4 to + 36 V dc功耗：500 mW (typ)
工作溫度：-40°C to +85°C機械沖擊極限 ：500g/1ms 絕對最大生存能力*。
MTBF：557,280 小時（Telcordia 方法，GM/35C）


（6）物理規(guī)格
尺寸：36.0 mm x 36.6 mm x 11.1mm重量：16.5 克
外殼材料：鋁符合法規(guī)：CE、REACH、ROHS


（7）集成
連接器 ：數(shù)據(jù)/電源： 微型-D9

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) ：GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5 的協(xié)議兼容性 

CX5 和 CV5 產(chǎn)品系列的協(xié)議兼容性

軟件開發(fā)工具包 (SDK)：  MicroStrain 通信庫（MSCL）開源 許可證包括完整的文檔和示例代碼。
*長期暴露在大于 2 倍滿量程的環(huán)境中會導(dǎo)致永久性損壞。詳見手冊 詳見手冊


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