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惯导/航姿/运动传感教学实验系统
1.系统简介
惯导/航姿/运动传感教学实验系统采用的现代智能传感器技术，包括三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴MEMS磁强计传感器，学生可分别作陀螺、加速度、磁场传感实验,倾角仪、电子罗盘和航姿综合实验等，该套实验系统有助于学生理解、熟悉、掌握惯性导航/航向姿态/运动状态采集的原理、技术及其应用。
3 实验设备
3.1惯导/航姿模块(3DM-E10A)
该模块是一款微型的全姿态测量传感装置，它由三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁阻型磁强计等三种类型的传感器构成。三轴陀螺用于测量载体三个方向的的角速率，三轴加速度计用于测量载体三个方向的加速度，在系统工作中，主要作用是感知系统的水平方向的倾斜，并用于修正陀螺在俯仰和滚动方向的漂移，三轴磁阻型磁强计测量三维地磁强度，用于提供方向角的初始对准以及修正航向角漂移。可提供的输出数据有：原始数据、四元数、姿态数据等。
性能指标 | 参 数 | 单位 |
输出数据格式 | 原始数据、姿态角、四元数 | |
数据采样率 | 1-100 （可选） | Hz |
启动时间 | < 1 | sec |
静态角度误差（俯仰、滚动） | ± 0.1 | degree |
动态角度误差（俯仰、滚动） | ± 1.0 | degree |
静态角度误差（航向） | ± 0.5 | degree |
动态角度误差（航向） | ± 2 | degree |
航向角分辨率 | <0.1 | degree |
加速度计测量范围 | ± 2, ± 4, ± 8, | g |
加速度计零偏稳定性 | ± 0.003 (± 2g) | g |
加速度计非线性 | 0.2 % | - |
速率陀螺测量范围 | ± 300, ± 500 , ± 2000 | °/sec |
速率陀螺零偏稳定性 | ± 0.2 ( 在 ± 300°/秒时) | °/sec |
速率陀螺非线性 | 0.2 % | - |
磁力计测量范围 | ±1.3 | Gauss |
磁力计非线性 | 0.4 % | - |
磁力计零偏稳定性 | 0.01 | Gauss |
短时冲击 | 500 (Not reinforced) | g |
电气特性 | zui小 | 典型 | zui大 | 单位 |
供电电压 | 4.5 | 5.0 | 9.0 | V |
供电电流 | 40 | 60 | 80 | mA |
功耗 | <300 | mW | ||
物理特性 | 参 数 | 单位 | |
尺寸 | 28x34x19(长x宽x高) | mm | |
重量 | 18 | gram | |
规定温度范围 | +25 | ºC | |
工作温度范围 | -25 | +70 | ºC |
存储温度范围 | -25 | +80 | ºC |
3.2双轴电动转台（TT-3DM-2E-10）
机械台体采用UO形铝合金框架结构，由内环横滚轴框架和外环俯仰轴框架组成相互垂直的转动架构，采用直流电机驱动旋转，实现三维空间任意位置和角度的姿态测量。具有位置、速率和摇摆三种测试功能。
负载尺寸：50mm×50mm×50mm；
负载重量：0.5 kg；
双轴转角范围：连续无限（可以根据需要限位）；
角位置综合测量精度：±0.08º；
控制到位精度：±0.01º；
速率范围：0.1º/s～50 º/s；
速率精度与平稳度：1%；
台体外形尺寸：510mmL×200mmW×469mmH；
3.3双轴采集控制器(CC-3DM-2E-10)
采集控制器通过USB或串行接口连接计算机实现航姿模块信号的采集与电动转台的测量控制。
测角数据采集频率：20Hz；
外形尺寸：260mmW×230mmW×88mmH；
串口波特率：115200 bps。
工作电源：220VAC/200W
3.4实验内容举例
系统安装和软件设置实验
转台转动控制实验
航向姿态参考系统认知实验
陀螺传感器测量与姿态计算实验
序号 | 名称 | 型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
惯导导航实验设备 | 3DM-GD | ||||
配置1 | 惯导航姿模块 | 3DM-E10A | 个 | 1 | 标配 |
2 | 动态倾角传感器 | 3DM-D10A | 个 | 1 | 标配 |
3 | 双轴电动转台 | TT-3DM-2E-10 | 个 | 1 | 标配 |
4 | 双轴采集控制器 | CC-3DM-2E-10 | 个 | 1 | 标配 |
5 | 软件光盘 |
| 张 | 1 | 标配 |
6 | 连接线及电源线 |
| 套 | 4 | 标配 |
7 | 教学配套实验软件 | 套 | 4 | 标配 |
*可定制配套实验
可根据经费和实验室的大小来配置实验系统套数，效果比较好的配置是每个学生一套，使每个学生都有条件*独自的做实验。
实验室也可以分期建设，逐步配置齐全。
