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HBK 3DM-GX5-AHRS 高性能姿态参考传感器

航姿参考系统(AHRS)

美国HBK(原Lord)MicroStrain 3DM-GX5-AHRS (3DM-GX5-25) 高性能姿态参考传感器,是目前最小、最轻的精密工业 AHRS。3DM-GX5-AHRS具有完全校准和温度补偿的三轴加速度计、陀螺仪和磁力计,可在所有动态条件下实现测量质量的最佳组合。双板载处理器运行独特的自适应扩展卡尔曼滤波器 (EKF),可实现出色的动态姿态估计,使其成为各种应用的理想选择,包括平台稳定性、机器人技术以及车辆健康状况和使用情况监控。

产品特点

  • 三轴加速度计、陀螺仪、磁力计、温度传感器实现测量质量的最佳组合。

  • 双板载处理器运行新的自适应扩展卡尔曼滤波器(EKF)可实现出色的动态姿态估计。

  • 偏差跟踪、误差估计、阈值标记和自适应噪声建模允许对每个应用中的条件进行微调。

  • 具有自适应功能的最小、最轻的工业AHRS卡尔曼滤波器可用。

产品功能

  • CNC阳极氧化铝。

  • 精密对准功能。

  • 高度紧凑且薄型:36.0 x 36.6 x 11.1 mm。

  • USB和RS-232(高达921600 BAUD)接口。

  • -40 至+85°C工作温度范围。

  • 用于配置、控制、显示和记录的SensorConnect软件。


产品优点

IMU采样率高达1000Hz

自适应EKF输出速率高达500Hz

可独立配置的IMU和EKF输出

前向兼容的MIP协议优化带宽

超稳定陀螺仪:8dph运行偏差

俯仰-横滚静态/动态精度±0.25°/0.4°

产品参数

(1)通用规格
集成传感器:三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、压力高度计和温度传感器
数据输出:惯性测量单元(IMU)输出:加速度、角速度、磁场、环境压力、Delta-θ、Delta-速度
扩展卡尔曼滤波器(EKF):

滤波器状态、时间戳、姿态估计值(欧拉角、四元数、方向矩阵)、线性和补偿加速度、偏差补偿角速度、压力高度、无重力线性加速度、陀螺仪和加速度计偏差、比例因子和不确定性、重力和磁场模型等

互补滤波器(CF):

姿态估计(以欧拉角、四元数、方位矩阵)稳定的姿态估计值,北向和上向矢量向上矢量、GPS相关时间戳

(2)惯性测量单元(IMU)传感器输出
加速度计陀螺仪磁力计
测量范围:±8 g (标准),±2 g, ±4 g, ±20 g,±40 g (可选)

300°/sec (标准),±75, ±150, ±900 (可选)

±8 Gauss

非线性度:

±0.02 % fs

±0.02 % fs

±0.3% fs

分辨率:

0.02 mg (+/- 8 g)

<0.003°/sec (300 dps) 

--
偏差不稳定性:

±0.04 m

8°/hr

--
初始偏置误差:

±0.002 g

±0.04°/sec

±0.003 Gauss

比例因子稳定性:0.03% 

±0.05%

±0.1%

噪声密度:

20 µg/√Hz (2 g)

0.005°/sec/√Hz (300°/sec)

400 µGauss/√Hz

对准误差:

±0.05°

±0.08°

±0.05°

带宽:

225 Hz

250 Hz

--
温度偏移误差:

0.06% (typ)

0.04% (typ)

--
随温度变化的增益误差:

0.03% (typ)

0.03% (typ)

--
振动引起的噪声:--

0.072°/s RMS/g RMS

--
振动整流误差(VRE):
--

0.001°/s/g2 RMS

--
IMU滤波:

Digital sigma-delta ADC采样频率为1kHz 和 4kHz。4kHz数据平均为1kHz标称采样率。按比例转换为物理单位。用户可调的 IIR 滤波器可用于 1千赫兹数据。以 1kHz的频率计算锥形和弧形积分。

采样率:

1KHz

4KHz

100Hz

IMU数据输出率:1 Hz to 1 kHz
(3)压力高度计
高度范围:

1260-260 mB (hPa) (-500 to 10,000m)

分辨率:

0.01 hPa RMS

采样率:

25 Hz

相对精度:

±0.1 mB,范围 800-1000mB @ T=25°C

(4)计算输出
姿态精度:

EKF 输出:

±0.25° RMS 滚转和俯仰、 ±0.8° RMS 航向(典型值)

CF 输出:

±0.5° RMS 滚转和俯仰、 ±1.5° RMS 航向(典型值)
姿态航向范围:

360° 所有轴向

姿态分辨率:

< 0.01°

姿态重复性:

0.2° (typ)

计算更新率 :

500 Hz

计算数据输出率:

EKF 输出: 

1 Hz to 500 Hz 

CF 输出: 

1 Hz to 1000 Hz
(5)操作参数
通讯:

USB 2.0(全速)

RS232(9,600 bps 至 921,600 bps,默认为 115,200)

电源:

+4 to + 36 V dc

功耗:

500 mW (typ)

工作温度:

-40°C to +85°

机械冲击极限:

500g/1ms 绝对最大生存能力

MTBF:

557,280 小时(Telcordia 方法,GM/35C)

(6)物理规格
外形尺寸:36.0 x 36.6 x 11.1mm重量:16.5g
外壳材料:符合法规:CE、REACH、ROHS
(7)集成
连接器:

数据/电源:

微型-D9
软件

包括 SensorConnect 和 MIP Monitor 软件,兼容 Windows XP/Vista/7/8/10

数据通信协议(DCP):

GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5 的协议兼容性 ;CX5 和 CV5 产品系列的协议兼容性

软件开发工具包(SDK):

MicroStrain 通信库(MSCL)开源 许可证包括完整的文档和示例代码

长期暴露在大于 2 倍满量程的环境中会导致永久性损坏。【详见手册】

应用领域

MicroStrain  Sensing  3DM-GX5 系列高性能工业级惯性传感器提供广泛的三轴惯性测量、计算姿态和导航解决方案。在所有型号中,惯性测量单元(IMU)包括加速度和角速率的直接测量,并且在工作温度范围内进行完全温度补偿和校准。微机电系统(MEMS)技术的使用可实现高精度、小型、轻量的设备。

移动机器人

天线和摄像头指向

测试与测量

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2025-10-31
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