一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種慣性檢測系統，尤其涉及一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統，屬于測量控制領域。
【背景技術】
[0002]慣性測量單元(英文:Inertial measurement unit，簡稱IMU)是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個頂U包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。在導航中用著很重要的應用價值。IMU大多用在需要進行運動控制的設備，如汽車和機器人上，也被用在需要用姿態進行精密位移推算的場合，如潛艇、飛機、導彈和航天器的慣性導航設備等。隨著技術的發展，更小的器件、更小的部件，在許多方面都表現出了非常獨特的優勢，有些航天、航空領域中出現了一大批小型化運載體，這就要求它們的慣性測量單元的體積很小、重量很輕。
[0003]隨著微型制造技術和MEMS技術的發展，新一代微型MEMS陀螺儀和微型MEMS加速計迅速發展起來，為微型慣性測量單元的設計和研制提供了有力的支持。現有的微型慣性測量單元大多采用三個方向上使用同種類型的傳感器，組成立方體形的結構。六塊加工精度很高的金屬板組成一個金屬六面體作為支架，在金屬六面體的六個金屬面上安裝陀螺儀和加速度計，加速度計安裝在六面體的三個互相垂直的中間，以保證三只加速度計敏感軸兩兩垂直且相交于空間同一點，陀螺儀的安裝保證三只陀螺儀的，敏感軸在空間兩兩垂直且與對應加速度計敏感軸平行，這種結構的慣性測量單元存在的缺點是，體積大、空間利用率不高、不利于微小化。還有一種結構是對方形組合的改進，相比上述的立方結構，體積有了一定的減小，但是空間的利用率還是不高。因此為了進一步更高程度的提高慣性測量單元的空間利用率，減小體積，需要從傳感器的結構和原理著手，尋求最佳的解決方案。
[0004]例如申請號為“201010250948.4”的一種微型慣性測量系統，涉及捷聯慣導技術。該發明從改進慣性測量裝置的力學結構入手，提供一個大幅度縮小慣性測量系統體積、三向等剛度減振結構的微型慣性測量系統，克服三向剛度不等、共振激勵、以及產生扭轉振動等缺陷，對捷聯慣導系統造成的不良影響。系統包括傳感組件1.2、內減振減震器、慣性檢測單元殼體1.6、下蓋1.8等部件，內減振器由若干具有適當阻尼特性的內減振單元構成單元1.4組成，它們安裝在慣性檢測單元殼體1.6內壁S與傳感組件1.2的6個平面之間，內減振單元的形變力軸相互正交，以均衡吸收并消耗來自運載體的強迫振動。
[0005]又如申請號為“201410536806.2”的一種新型微型慣性測量單元組合，包括基座，所述基座上焊接有兩個梳齒式結構的加速度計(敏感軸在芯片平面內)、一個單支點扭擺式結構的加速度計(敏感軸垂直于芯片平面)、兩個單支點角振動結構的陀螺(敏感軸在芯片平面內)和一個線振動結構的陀螺(敏感軸垂直于芯片平面)。采用不同結構的慣性傳感器來檢測加速度和角速率三個方向的分量，這樣可以不用過多的考慮各傳感器敏感軸的位置關系，從而可以使得結構的排列更加緊湊，空間利用率達到最大化，可以采用疊層結
構，結構緊湊，抗沖擊能力強，適用于小型化和高過載場合。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統，含角速度傳感器、加速度傳感器、放大電路、穩壓電路、微控制器模塊、顯示模塊、數據傳輸模塊，所述角速度傳感器和加速度傳感器分別依次通過放大電路、穩壓電路連接微控制器模塊，所述顯示模塊和數據傳輸模塊均連接在微控制器模塊的相應端口上；
所述穩壓電路包含穩壓電源芯片、第一電解電容、第二電解電容、電感、第一電阻、第一電阻和二極管，所述第一電解電容的負極分別連接第一電阻的一端和放大電路的輸出端，第二電阻的另一端連接穩壓電源芯片的輸入端，二極管的負極分別連接電感的一端和穩壓電源芯片的輸出端，電感的另一端與第二電阻串聯后分別連接微控制器模塊的輸入端、第二電解電容的負極，第一電解電容的正極、第二電解電容的正極、穩壓電路芯片的接地端、二極管的正極與地連接；
其中，角速度傳感器，用于實時檢測載體三個軸向角速度參數；
加速度傳感器，用于實時檢測載體三個軸向加速度參數；
放大電路，用于對檢測的三個軸向角速度參數和三個軸向加速度參數進行放大處理， 穩壓電路，用于將放大處理后的信號進行穩壓處理，進而傳輸至微控制器模塊；
微控制器模塊，用于根據接收的放大整形處理后的三個軸向角速度參數和三個軸向加速度參數進而分析得出載體的移動軌跡；
顯示模塊，用于實時顯示微控制器模塊分析得出的載體的移動軌跡；
數據傳輸模塊，用于將微控制器模塊分析得出的載體的移動軌跡傳輸至監控中心進行遠程監控。
[0008]作為本發明一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統的進一步優選方案，所述加速度傳感器的芯片型號為KXR94。
[0009]作為本發明一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統的進一步優選方案，所述角速度傳感器的芯片型號為IDG-300。
[0010]作為本發明一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統的進一步優選方案，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
[0011]作為本發明一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統的進一步優選方案，所述顯示模塊采用IXD顯示屏。
[0012]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發明體積小、質量輕、功耗低、成本低；
2、本發明通過精確測量載體的3個軸向角速度信息和3個軸向加速度信息進而精確得出載體的移動軌跡。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種基于穩壓電路的微型慣性測量系統，含角速度傳感器、加速度傳感器、放大電路、穩壓電路、微控制器模塊、顯示模塊、數據傳輸模塊，所述角速度傳感器和加速度傳感器分別依次通過放大電路、穩壓電路連接微控制器模塊，所述顯示模塊和數據傳輸模塊均連接在微控制器模塊的相應端口上；
所述穩壓電路包含穩壓電源芯片、第一電解電容、第二電解電容、電感、第一電阻、第一電阻和二極管，所述第一電解電容的負極分別連接第一電阻的一端和放大電路的輸出端，第二電阻的另一端連接穩壓電源芯片的輸入端，二極管的