Инерциальные датчики компании BlitzSensor

Александр БЕКМАЧЕВ, менеджер проекта, ИНЕЛСО

В статье, опубликованной в журнале «Электронные Компоненты» №2-2025 кратко описываются инерциальные датчики бюджетных серий BLITZSensor. Обзор их основных параметров приведен в таблицах.

 

Введение

Датчики, выпускаемые под брендом BLITZSensor, широко применяются в проектах разного класса и бюджета. Основу продуктового каталога BLITZSensor составляют высокоточные сенсоры и системы навигации и управления, построенные на базе чувствительных элементов, технологий измерения и обработки информации. Это позволяет охватить все классы конечного оборудования, начиная с малобюджетных и заканчивая дорогостоящими системами. В статье представлен обзор технических решений и изделий BLITZSensor, которые делают доступными высокоточные системы измерения параметров движения даже при реализации малобюджетных задач.

Целевые рынки

В продуктовой линейке BLITZSensor представлено множество моделей датчиков угла, инклинометров, электронных компасов и гирокурсовертикалей, инерциальных измерительных модулей, гироскопов, интегральных систем навигации, блоков для интернета вещей и т. д. Все эти решения в полной мере соответствуют разным задачам инерциальных систем по определению положения в пространстве и позволяют продукции бренда играть важную роль в таких областях

как транспорт, строительная техника, медицинское оборудование, испытания авиационно-космической техники, энергетических и силовых установок, а также нетрадиционные (фотоэлектрические) источники электроэнергии, системы промышленного контроля и поддержания стабильности техпроцессов, БПЛА, системы виртуальной реальности и анализа движения, человеко-машинный интерфейс для трехмерной анимации, умные устройства и т. д.

Отдел научных исследований и разработок производителя бренда продолжительное время сотрудничает с Пекинским университетом аэронавтики и астронавтики, благодаря чему в продукции сочетаются результаты фундаментальных исследований, алгоритмы ориентации по спутниковым системам и удобное пользовательское программное обеспечение.

Производственная линейка компании BLITZSensor

Базовая линейка изделий BLITZSensor позволяет понять, насколько широк спектр предлагаемой продукции, и это далеко не исчерпывающий список:

• бескорпусные блоки датчиков на разных физических принципах – микросборки для интеграции в приборы потребителей;
• блоки инерциальных навигационных систем с приемниками спутниковой навигации или без них (ИНС, ИНС + ГНСС);
• инерциальные измерительные модули с беспроводным интерфейсом;
• цифровые инклинометры;
• цифровые инклинометры повышенной точности;
• переключатели с двухплоскостным аналоговым датчиком наклона.

 

В других классах продукция представлена пока несколькими моделями:

• промышленные виброакселерометры WTVB01–485;
• мультисистемные приемники спутниковой навигации с режимом RTK WTRTK-M;
• беспроводные адаптеры стандарта BLE с радиусом действия до 50 м;
• преобразователи интерфейсов USB в TTL/RS232/RS485 и TTL в RS232/RS485.

Перечисленные выше изделия BLITZSensor подходят для реализации малобюджетных проектов.

Большинство измерительных блоков базируется на сенсорном модуле МPU 6500 Invensense-TDK. Несмотря на то, что MPU‑6500 и MPU‑9250 уходят в прошлое и уступают свое место в производственной программе TDK более современным кристаллам, легко убедиться в том, что модули MPU до сих пор можно найти в изделиях класса Arduino и им подобных, а также в массовых полетных контроллерах типа Ardupilot, Pixhawk. Очевидно, что в продукции BLITZSensor чипы-ветераны применены с наибольшей эффективностью.

Другой используемый мировой «бестселлер» из МЭМС-датчиков, – блок акселерометров Murata SCA3300, применяемый в особо точных инклинометрах BLITZSensor. В тех случаях, когда для решения навигационных задач не хватает производительности встроенного в MPU‑9250 датчика магнитного поля, применяется магнитометр PNI RM3100.

В некоторых моделях инклинометров комплексируются данные, получаемые с магнитометров MMC3630 Memsic и акселерометров ADXL355 Analog Devices. Но ориентация на «каталожные» компоненты вовсе не означает получение такого же «среднего по отрасли» результата.

Схемотехника и конструкция блоков, алгоритмы обработки «сырых» данных и финальная заводская калибровка собранных узлов – именно те ноу-хау, благодаря которым продукция BLITZSensor завоевывает рынок массовых применений.

Краткий обзор продукции компании BLITZ Sensor

 

Бескорпусные блоки датчиков. В «младшей» модели имеются шесть измерительных осей: три акселерометра ±16g и три гироскопа ±2000°/с; в последующих версиях количество чувствительных элементов может достигать 10 за счет добавления трехосевого магнитометра и барометра. На микропрограммном уровне реализован фильтр Калмана, точность угловых измерений в зависимости от режима работы варьируется в диапазоне 0,05–1°. Диапазон рабочих температур: –40–85°C. Размер большинства модулей: 15½15½2 мм.

Такой конструктив позволяет легко интегрировать измерительный узел в изделие потребителя. Основные параметры бескорпусных блоков датчиков приводятся в табл. 1.

Таблица 1. Бескорпусные блоки датчиков BLITZSensor

Таблица 2. Блоки ИНС и ИНС + ГНСС BLITZSensor

Таблица 3. Беспроводные инерциальные измерительные модули BLITZSensor

Блоки ИНС, ИНС + ГНСС. Блоки инерциальной и инерциально-спутниковой навигации могут иметь полный или сокращенный набор датчиков, мультисистемный приемник ГНСС, встроенную антенну или возможность подключения внешней, но в любом случае обеспечивают расчет кватернионов, курсовой информации, положения, приземной скорости. Версия в металлическом корпус с защитой IP67 позволяет размещать модуль на внешней поверхности транспортного средства. Основные параметры блоков датчиков приводятся в табл. 2.

Беспроводные инерциальные измерительные модули. Модули со встроенным аккумулятором и каналом обмена данными Wi-Fi или Bluetooth 2.0/BLE значительно расширяют круг прикладных пользовательских задач, начиная с бесконтактного мониторинга строительных конструкций, оборудования и заканчивая дистанционным управлением машинами и механизмами. Производитель предлагает готовое ПО для конфигурирования и работы в разных операционных системах в режиме реального времени. Основные параметры блоков модулей приводятся в табл. 3.

Цифровые инклинометры. Модули, формально называемые инклинометрами, как правило, имеют полный набор инерциальных датчиков, но программно оптимизированы для точных угловых измерений в разных режимах и оснащены прочными корпусами для эксплуатации в промышленных условиях. Разнообразные типы интерфейсов позволяют встраивать их в измерительные системы «прямо из коробки». Основные параметры инклинометров приводятся в табл. 4.

Цифровые инклинометры повышенной точности. Модули в металлических корпусах с внутренней температурной компенсацией обеспечивают долговременную стабильность и точность угловых измерений до 0,001° в условиях внешних воздействий. Основные параметры инклинометров повышенной точности приводятся в табл. 5.

Переключатели с двухплоскостным аналоговым датчиком наклона.

В эту линейку входят инклинометры с возможностью настройки режимов измерений по двум осям и управления подключенной нагрузкой. Отличительными особенностями линейки являются возможность работы в условиях вибрации 10–1000 Гц с амплитудой 10g (СКЗ) и способность выдерживать трехкратные ударные нагрузки 3500g (0,5 мс) по каждой из осей. Заявленный производителем срок службы составляет 55 тыс. ч. Основные параметры переключателей приводятся в табл. 6.

Читать статью в пдф формате

Реклама в журнале: anton.denisov@ecomp.ru