МСУ204А МЕМС инерцијална мерна јединица

 

 

 

Сузбијање вибрација и контрола положаја индустријске опреме

Аутоматски системи управљања

Стабилизација и контрола кардана

 

 

МСУ204А МЕМС је компактна, -прецизна 9-осна инерцијална мерна јединица (ИМУ), дизајнирана за високо{7}}прецизну навигацију, контролу и динамичко мерење носача. Инерцијални мерни модул серије МСУ204А интегрише МЕМС жироскопе, МЕМС акцелерометре и МЕМС магнетометре унутар једног кућишта. Усвајајући високопоуздане МЕМС сензоре, може прецизно да мери угаону брзину, убрзање и информације о магнетном пољу носача који се крећу у тешким окружењима, што га чини уређајем опште намене за индустријску примену.

 

 

Компанија је високо{0}}предузеће са потпуно затвореним-могућностима од намотаја влакана до ФОГ, влакна/МЕМС инерционих производа, ИМУ кола, софтвера и опреме за тестирање. Од-до-контрола процеса од краја до краја побољшава квалитет и смањује трошкове. Рад у складу са ИСО9001, обезбеђује поузданост и конзистентност. Инерцијски мерни модул МСУ204А има кућиште од легуре алуминијума, које је лагано са високом структурном чврстоћом и одличним перформансама против-вибрација и{10}}удара.

 

 

Увод у производ

МСУ204А МЕМС је компактна, -прецизна 9-осна инерцијална мерна јединица (ИМУ), дизајнирана за високо{7}}прецизну навигацију, контролу и динамичко мерење носача. Инерцијални мерни модул серије МСУ204А интегрише МЕМС жироскопе, МЕМС акцелерометре и МЕМС магнетометре унутар једног кућишта. Усвајајући високопоуздане МЕМС сензоре, може прецизно да мери угаону брзину, убрзање и информације о магнетном пољу носача који се крећу у тешким окружењима, што га чини уређајем опште намене за индустријску примену.

 

Кључне карактеристике

• 3-осни дигитални жироскоп, опсег мерења ±500 степени/с
• 3-осни дигитални акцелерометар, опсег мерења ±16 г
• Дигитални сензор барометријског притиска, опсег 300 мбар ~ 1100 мбар
• Потпуна-калибрација и компензација температуре од -40 степени до +80 степени (за жироскопе и акцелерометре)
• Компатибилан са СПИ серијском комуникацијом
• Уграђен{0}}сензор температуре
• Компактна величина и лагана
• Пин-на-пин компатибилан са АДИС16488А

 

Апплицатион Фиелдс

• Сузбијање вибрација и контрола положаја индустријске опреме
• Аутоматски системи управљања
• Контрола робота
• Стабилизација и контрола кардана
• Инструменти и бројила

 

 

Табела 1 Параметри перформанси инерцијалног мерног модула МСУ204А

Група параметара	Параметар	Тест Цондитион	Мин.	Типично	Макс.	Јединица
Гиросцопе	Меасуремент Ранге		-500		+500	степен /с
	Пуна{0}}прекиданост температуре			100	300	степен /х
	Биас Стабилити	10с заглађивање		5		степен /х
	Биас Инстабилити	Аллан варианце		1		степен /х
	Биас Репеатабилити	Константна температура		1.5	5	степен /х
	Ангулар Рандом Валк			0.1		степен /√х
	Фактор скале Не-линеарност			25	100	ппм
	Грешка{0}}унакрсног повезивања				0.001	Рад
	Бандвидтх		200			Хз
Акцелерометар	Меасуремент Ранге		-16		+16	g
	Пуна{0}}прекиданост температуре			1	3	мг
	Биас Стабилити	10с заглађивање		0.03	0.1	мг
	Биас Инстабилити	Аллан варианце		0.01	0.03	мг
	Биас Репеатабилити	Константна температура		0.03	0.1	мг
	Брзина случајног хода			0.01	0.03	m/s/√h
	Фактор скале Не-линеарност	±1 г улаз		100	200	ппм
	Грешка{0}}унакрсног повезивања				0.001	Рад
	Бандвидтх		200			Хз
Магнетометар	Меасуремент Ранге		-8		+8	Гс
	Резолуција			200		μГс
	Густина буке			50		μГс
	Бандвидтх			200		Хз
Барометар	Меасуремент Ранге		300		1100	мбар
	Тотал Еррор			4.5		мбар
	Апсолутна грешка			1.5		мбар
	Не-линеарност			0.1		%ФС
	Резолуција			0.1		мбар
Комуникациони интерфејс	СПИ тактна фреквенција				10	МХз
	УАРТ брзина преноса		9.6	460.8	921.6	кбпс
Електричне карактеристике	Оперативни напон		3.0	3.3	3.6	V
	Потрошња енергије			0.5		W
	таласање (од-до-врха)				100	мВ
Време покретања	-			2		s
Механичке карактеристике	Димензија		47.0 × 44.0 × 14.0			мм
	Тежина				50	g
Оперативно окружење	Радна температура		-40		80
	Температура складиштења		-55		85	степен
	Отпорност на вибрације		10-2000 Хз, 6,06 г
	Отпорност на ударце		30г, 11мс
	Толеранција преоптерећења	Полу-синусни пулс	1000 g
Поузданост	МТБФ (средње време између кварова)			20000		h
	Трајање непрекидног рада			120		h
Напомена: Типичне вредности представљају 1σ статистичке резултате тестова више узорака.

 

Механичке и електричне спецификације

Механичке карактеристике

Инерцијални мерни модул МСУ204А има кућиште од легуре алуминијума, које је лагано са високом структурном чврстоћом и одличним перформансама против-вибрација и-удара. Контурна димензија јединице је приказана на слици 1, а јединица је причвршћена са четири М2 завртња.

Слика 1. Контурни цртеж са димензијама модула

 

Означавање производа и дефиниција координата

Током инсталације, координатни систем носача модула мора одржавати фиксни релативни однос са координатним системом носача циљне опреме. Дефиниција координатног система носиоца за инерцијски мерни модул МСУ204А МЕМС је приказана испод.

Слика 2 Референтни дијаграм оси инерцијалног сензора

 

Карактеристике интерфејса

Инерцијални мерни модул МСУ204А користи прилагођени двоструки-конектор са пиновима ФТМХ-112-02-Х-ДХ за екстерни излаз сигнала (спојни утикач: Самтец ЦЛМ-112-02 или еквивалентна алтернатива), који напаја напајање и остварује спољну комуникацију. Додељивање пинова конектора је дефинисано у табели 2.

Табела 2 Дефиниција пина конектора за инерцијски мерни модул МСУ204А

Пин Нумберс	Име	Тип	Опис
10, 11, 12	ВДД	Повер Суппли	-
13, 14, 15	ГНД	Повер Гроунд	-
7	ДИО1		ИО опште намене који се може конфигурисати
9	ДИО2	Улаз / Излаз
1	ДИО3	Улаз / Излаз
2	ДИО4	Улаз / Излаз
3	СПИ{0}}ЦЛК	Инпут	СПИ главни{0}}подређени режим је фиксиран, не-конфигурисан
4	СПИ{0}}МИСО	Излаз
5	СПИ{0}}МОСИ	Инпут
6	СПИ{0}}ЦС	Инпут
16	УАРТ-0-ТКСД	Излаз	УАРТ0, само за отклањање{1}} грешака
17	УАРТ-0-РКСД	Инпут
8	РСТ	Инпут	Ресетовање хардвера
23	ВДД РТЦ	Повер Суппли	Неискоришћено
22, 24, 18, 19, 20, 21	НЦ	Резервисано	Нема интерне везе

Слика 3 Дијаграм ознака пинова екстерног конектора

 

Када напон напајања падне испод радног прага уређаја, време -искључења напајања тОФФ пре поновног{1}} поновног укључивања не сме бити мање од 3 секунде. Недовољан интервал-искључења напајања може да доведе до неуобичајеног покретања, закључавања-покретања или неуспеха иницијализације уређаја.

 

Екстерна комуникација

МСУ204А је самостални-систем сензора. Аутоматски се покреће након важећег напајања, завршава иницијализацију, затим почиње узорковање, обраду и уписивање калибрираних података сензора у излазне регистре, којима се може приступити преко СПИ интерфејса. СПИ магистрала је обично повезана са компатибилним портом уграђеног процесора. Четири СПИ сигнала подржавају синхрони серијски пренос података. Под фабрички подразумеваном конфигурацијом, ДИО4 служи као заставица за спремање података; овај пин ће се повући високо када нови валидни подаци постоје у излазним регистрима.

Слика 4 Шема електричног повезивања

 

Табела 3 Општа СПИ конфигурација хоста

Хост Параметер	Опис
Хост Моде	МСУ204А ради као СПИ славе уређај
СЦЛК Фрекуенци	Макс. серијски такт Мањи или једнак 10 МХз
СПИ Моде	Режим 3 (ЦПОЛ=1, ЦПХА=1)
Бит Ордер	МСБ{0}}први пренос
Ширина података	16-битни оквир регистра померања

СПИ интерфејс подржава потпуну-дуплекс комуникацију: спољни процесор може да упише ДИН податке док чита ДОУТ податке ако је претходна трансакција захтев за читање (погледајте слику 4). Слика 4 даје примере кодирања битова за ДИН и ДОУТ сигнале.

Слика 5 СПИ комуникацијска секвенца битова

 

МСУ204А аутоматски активира страницу 0 за приступ регистру података након -упљења. Након приступа другим страницама регистра, упишите 0к00 у регистар ПАГЕ_ИД (ДИН=0к8000) да бисте се вратили на страницу 0.

Читање једног регистра захтева два 16-битна СПИ циклуса:

Први циклус шаље захтев за адресу регистра са алокацијом битова дефинисаном на слици 3

Други циклус враћа податке циљног регистра преко ДОУТ-а

Први бит ДИН команде је 0, праћен високим/ниским бајтовима адресе регистра. Последњих 8 битова су лажни битови, али је потребан комплетан циклус од 16 СЦЛК за СПИ пријем захтева.

Слика 5 илуструје две узастопне операције читања регистра: ДИН=0к1А00 захтева податке регистра З_ГИРО_ОУТ, затим ДИН=0к1800 захтева податке регистра З_ГИРО_ЛОВ.

Слика 6 Пример трансакције читања СПИ

 

Табела 4. Мапа меморије регистра корисника (Н/А=Није применљиво)

R/W	ИД странице	Адреса	Подразумевана вредност	Регистер Десцриптион
R/W	0x00	0x00	0x00	ИД странице Изаберите Региструј се
R	0x00	0x0E	N/A	Температуре Оутпут
R	0x00	0x10	N/A	Жиро излаз на Кс-оси (ниска реч)
R	0x00	0x12	N/A	Жиро излаз по Кс-оси (висока реч)
R	0x00	0x14	N/A	И{0}} жиро излаз (ниска реч)
R	0x00	0x16	N/A	Жиро излаз по И{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x18	N/A	З{0}} жиро излаз (ниска реч)
R	0x00	0x1A	N/A	Жиро излаз по З{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x1C	N/A	Излаз акцелерометра по Кс{0}}оси (ниска реч)
R	0x00	0x1E	N/A	Излаз акцелерометра по Кс{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x20	N/A	Излаз акцелерометра по И{0}}оси (ниска реч)
R	0x00	0x22	N/A	Излаз акцелерометра по И{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x24	N/A	Излаз акцелерометра по З{0}}оси (ниска реч)
R	0x00	0x26	N/A	Излаз акцелерометра по З{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x28	N/A	Излаз магнетометра по Кс{0}оси (висока реч)
R	0x00	0x2A	N/A	Излаз магнетометра по И{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x2C	N/A	Излаз магнетометра по З{0}}оси (висока реч)
R	0x00	0x2E	N/A	Излаз барометарског притиска (ниска реч)
R	0x00	0x30	N/A	Излаз барометарског притиска (висока реч)
R	0x00	0x7E	0x4068	Излаз ИД-а дела (компатибилан са АДИС16488)

 

Формат података инерцијалног сензора

Излазни регистри жироскопа, акцелерометра и барометра усвајају 32-битни бинарни формат, подељен у два одвојена 16-битна регистра. Слика 7 показује како парови регистара састављају податке инерцијалног мерења. На пример, Кс_ГИРО_ОУТ складишти високих 16 бита, Кс_ГИРО_ЛОВ чува 16 нижих бита. У већини сценарија, само високи 16-битни подаци регистра су довољни да испуне захтеве резолуције.

Слика 7 Пример излазног формата жироскопа (ДЕЦ_РАТЕ > 0)

 

Температура Формуле за израчунавање

Тренутна температура=25 + ТЕМП_ОУТ × 0,00565

Формула за израчунавање жироскопа

Жироскоп Кс{0}}осе	Кс_ГИРО_ОУТ	Кс_ГИРО_ЛОВ
	1ЛСБ=0.02 степен/с	Тежина најзначајнијег бита (МСБ) је 0,01 степен/с, а тежина наредних битова се смањује за половину узастопно.
	0. 02 * Кс_ГИРО_ОУТ	0,01*МСБ+0.005*...

 

Формула за израчунавање акцелерометра

Акцелерометар са Кс-осом	Кс_АЦЦЛ_ОУТ	Кс_АЦЦЛ_ЛОВ
	1ЛСБ=0.8мг	Тежина најзначајнијег бита (МСБ) је 0,4 мг, а тежина наредних битова се смањује за половину узастопно.
	0.8 * Кс_АЦЦЛ_ОУТ	0,4 * МСБ + 0.2*...

 

Формула за израчунавање магнетног поља:

Магнетометар са Кс{0}оном	Кс_МАГН_ОУТ
	1ЛСБ=0.1мГаусс
	0.1 * Кс_МАГН_ОУТ

 

Формула за прорачун барометарског притиска

барометарски притисак (бар)	БАРОМ_ОУТ	БАРОМ_ЛОВ
	1ЛСБ=40убар	Тежина најзначајнијег бита (МСБ) је 20 μбара, а тежина наредних битова се смањује за половину узастопно.
	40 * БАРОМ_ОУТ	20 * МСБ + 10*....

 

Мере опреза при раду производа

• Строго потврдите дефиницију електричних пинова; пратите распоред пинова током ожичења да бисте избегли погрешно повезивање.
• Овај производ је прецизна мерна опрема. Избегавајте удар, судар или механичко преоптерећење које прелази номиналну границу током руковања.
• Равност монтаже значајно утиче на мерење угаоне брзине. Уверите се да површина за монтажу има високу равност да бисте елиминисали грешку{1}}индуковану инсталацију.
• Причврстите модул чврсто и поуздано како бисте спречили померање мерења узроковано лабавим склопом.
• Предузмите антистатичке мере заштите током инсталације и рада; препоручује се ношење анти-статичке наруквице.
• Користите уређај стриктно у складу са овим упутством и проверите да ли спољашње окружење испуњава радне захтеве. Немојте растављати кућиште или модификовати унутрашњи хардвер ако дође до било какве грешке; контактирајте наш тим за техничку подршку ради решавања проблема.

 

Popularne oznake: мсу204а мемс инерцијална мерна јединица, Кина мсу204а мемс инерцијална мерна јединица произвођачи, фабрика