慣性測量單元的實際測試可確保在重型越野設(shè)備應(yīng)用中實現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠的性能。

      眾所周知，越野重型車輛和機械制造商不僅在確保設(shè)備功能方面面臨獨特的挑戰(zhàn)，而且在確保操作員的舒適度、生產(chǎn)率和性能方面也面臨著獨特的挑戰(zhàn)。由于 OEM 希望滿足這些需求，因此更加強調(diào)在其產(chǎn)品線中加入增強功能以幫助他們做到這一點。 

      多年來，慣性測量單元（IMU）允許各個行業(yè)測量該單元所連接的物體（車輛或機器人設(shè)備）的角速率和方向，從而提供能夠精確控制物體性能的重要數(shù)據(jù)。但是，除了控制性能之外，這些信息還可以通過設(shè)置設(shè)備可以或應(yīng)該做什么的限制或參數(shù)來提高操作員的安全性和生產(chǎn)率。在非公路行業(yè)，這些信息尤為重要。操作員和設(shè)備都暴露在各種環(huán)境以及其他條件下，這可能會使生產(chǎn)率變得困難。安全考慮也是一個問題。 

      選擇合適的 IMU 傳感器以提供準(zhǔn)確、實時的信息至關(guān)重要。但是，您如何確定哪個傳感器將始終提供這種可靠性？答案非常簡單：您從基于真實世界應(yīng)用程序的準(zhǔn)確測試開始。

      并非所有測試都是平等的 

      越野、重型公路 OEM 需要設(shè)計能夠在危險和不可預(yù)測的條件下運行的產(chǎn)品。傳感器旨在幫助補償這些未知因素并提供有價值的信息，從而延長設(shè)備本身的使用壽命，并確保操作員的安全。因此，在盡可能接近現(xiàn)實生活條件下測試傳感器的可靠性是有意義的。

      通常，即使對傳感器進行測試，也是在實驗室環(huán)境中完成的，這并沒有考慮到實際應(yīng)用的差異。因此，傳感器不符合規(guī)格表上指示的標(biāo)準(zhǔn)，并且 OEM 只能在其產(chǎn)品線中集成一個提供不準(zhǔn)確測量的設(shè)備。傳感器可以更換——這很常見。但是，對于大多數(shù)原始設(shè)備制造商或其客戶來說，損失的時間，或者更糟的是，危及操作員安全的風(fēng)險并不值得冒。

      “測試對制造商生產(chǎn)更高質(zhì)量產(chǎn)品和最佳客戶體驗的能力有直接影響，”Parker LORD 技術(shù)經(jīng)理 Justin Bessette 說。 

      依靠“假設(shè)”實驗室測試可能會讓原始設(shè)備制造商陷入困境，無論是字面上還是比喻上。一般來說，與實驗室測試得出的測試結(jié)果相比，您永遠不會從現(xiàn)實世界的應(yīng)用程序中獲得相同類型的結(jié)果。 “如果不實際組合各種屬性，就無法理解組合各種屬性的最終結(jié)果，”Bessette 說。 “在實驗室環(huán)境中，您通常一次測試一個屬性，有時是兩個。在現(xiàn)實環(huán)境中，傳感器將同時受到一切影響。”

將MicroTrain慣性傳感器與競爭對手的傳感器進行比較，圖表顯示了傳感器受到大約8G RMS的隨機振動曲線。

ML5 和 MV5 在包括振動在內(nèi)的現(xiàn)實環(huán)境中使用時，比競爭對手穩(wěn)定幾個數(shù)量級。

      測試最佳點：為什么重要

      在非公路用車行業(yè)，要保持設(shè)備正常運行和操作員的安全，有兩個關(guān)鍵的考慮因素——振動和環(huán)境。振動是建筑設(shè)備固有的，沒有辦法解決。 IMU 傳感器需要能夠隔離該運動，而是測量它所附著的物體的位置。否則，會產(chǎn)生不準(zhǔn)確的讀數(shù)。非公路用車行業(yè)固有的另一個特點是設(shè)備運行的環(huán)境多種多樣——從冷熱到雨水、泥土和灰塵。傳感器需要能夠在許多不同的環(huán)境中工作而不會出現(xiàn)故障。

      如果考慮到這些差異進行測試，則 IMU 傳感器可以提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，無論環(huán)境如何，無論工作如何，都可以穩(wěn)定設(shè)備。穩(wěn)定性可確保操作員的安全并延長車輛的預(yù)期壽命。這兩個非常重要的考慮因素不僅適用于非公路用車行業(yè)的原始設(shè)備制造商，也適用于他們的客戶。

      “通過與客戶合作，我們能夠確定產(chǎn)品需要測試的確切環(huán)境和性能測試以及外部認證，”Bessette 說。 

      在開發(fā) MV5-AR 和 ML5-AR 工業(yè)傾斜和角速率傳感器時，Parker LORD MicroStrain 團隊就是這樣做的。他們依靠真實世界的環(huán)境和條件來獲得有助于驗證其設(shè)備性能的準(zhǔn)確讀數(shù)。

      為測試設(shè)置實際標(biāo)準(zhǔn)

      要了解需求和期望，需要直接找到源頭。MicroTrain團隊與多家OEM合作研究測試標(biāo)準(zhǔn)。因此，他們擁有超過 56 個第三方合格標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣、機械、振動和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

      “我們特別詢問了用例以及標(biāo)準(zhǔn)類型，無論是環(huán)境還是其他標(biāo)準(zhǔn)，原始設(shè)備制造商都希望我們包括在內(nèi)，”MicroTrain業(yè)務(wù)部門經(jīng)理Steve Mundell說。

      然后，該團隊記錄了來自真實世界機器和設(shè)備的數(shù)據(jù)（包括振動和環(huán)境數(shù)據(jù)），并以可重復(fù)的方式在測試環(huán)境中模擬這些條件，以確保 IMU 傳感器的設(shè)計能夠滿足那些非常特殊的挑戰(zhàn)性條件。

      為了真正對傳感器進行測試，然后將它們與競爭對手的傳感器進行正面交鋒。 “許多競爭對手以千篇一律的形式測試零件，但獲得傳感器的真正性能將帶來質(zhì)量更好的產(chǎn)品，”Mundell 說。 “通過這些比較測試，我們希望在現(xiàn)實條件下顯示準(zhǔn)確的讀數(shù)，以驗證我們設(shè)備的性能。”

      該團隊再次將其傳感器放置在現(xiàn)實世界的環(huán)境中，與競爭對手的傳感器一起放置，然后使用從該放置中獲得的測量值分析數(shù)據(jù)。首先，在高振動測試中，三個傳感器（MV5-AR，ML5-AR和競爭對手的傳感器）受到已知的輸入振動的影響，該振動是通過真實世界的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集的。目標(biāo)是在測試階段引入真實世界的事件，同時記錄角度測量值。

將MicroTrain慣性傳感器與兩個競爭對手的傳感器進行比較，圖表顯示傳感器的間距旋轉(zhuǎn)+/-90度。

MV5 和 ML5 的性能比一些競爭對手好幾個數(shù)量級。

      一個完美的傳感器的角度測量讀數(shù)為0度。沒有完美的東西，但兩個MicroTrain傳感器的讀數(shù)接近于零，而競爭對手的讀數(shù)為20度。競爭對手的傳感器正在跟蹤旋轉(zhuǎn)，事實上，它沒有受到影響，因此記錄了不準(zhǔn)確的讀數(shù)。

      在第二個音高誤差測試中，團隊開始對四個傳感器進行任務(wù) - MV5-AR，ML5-AR和兩個競爭對手的傳感器。所有設(shè)備都在可用測量范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，目的是在相似的角度讀數(shù)下顯示報告角度的最小差異。

      理想的傳感器在整個范圍內(nèi)都沒有誤差，但該團隊在兩個競爭對手的傳感器上都發(fā)現(xiàn)了明顯的誤差，而MV5和ML5在這次測試中顯示出最小的誤差。

      兩項測試的結(jié)果都很明顯：使用實際應(yīng)用程序進行測試會產(chǎn)生質(zhì)量更好的產(chǎn)品，沒有之一?！拔覀冏鲞@件事的時間比幾乎所有人都長，”貝塞特說。 “我們知道并理解設(shè)計值得信賴的產(chǎn)品的所有特質(zhì)。 關(guān)鍵是要預(yù)先適應(yīng)這些特性并生產(chǎn)出更可靠的產(chǎn)品，而不是試圖解決現(xiàn)場問題或在失敗時修復(fù)某些問題。我們不希望它失敗。 

      傳感器在現(xiàn)場，在工作中

      知道您擁有可以信賴的產(chǎn)品只是等式的一部分。知道您擁有一款可以與您的設(shè)備配合使用的產(chǎn)品，并且您可以自信地將自己的名字放在上面，這一點同樣重要。 原始設(shè)備制造商希望知道傳感器現(xiàn)在和將來都能滿足他們的需求。

      Mundell 說：“我們的現(xiàn)場工程師將與 OEM 會面，幫助進行工藝和集成，歸根結(jié)底，這與產(chǎn)品本身的可靠性同樣重要。 “這些傳感器都是可互換和可定制的，使其成為滿足任何客戶需求的理想解決方案?！?/p>

      MicroStrain團隊將繼續(xù)在真實環(huán)境中測試其所有產(chǎn)品，并考慮需要更多工作的標(biāo)準(zhǔn)或定制的任何變化。它花了大約四個月的時間才對前56個標(biāo)準(zhǔn)進行認證，但這并不是終點?！坝行y試涉及加速壽命測試，因此我們可能會嘗試模擬該裝置10年的磨損，”Bessette說。 

對微應(yīng)變MV5-AR慣性傳感器等傳感器進行實際測試，確保準(zhǔn)確驗證傳感器性能。

      出貨的每件產(chǎn)品都經(jīng)過 100% 測試和校準(zhǔn)，符合當(dāng)前合格標(biāo)準(zhǔn)。 “我們通過測試過程學(xué)到了很多東西，”Bessette 說。 “有些事情甚至讓我們感到驚訝。例如，我們確定螺釘?shù)呐ぞ叵拗破餍枰任覀兊母偁帉κ指蟆Ｎ覀兊目蛻舾矚g能夠使用其他地方使用的標(biāo)準(zhǔn)螺栓，并且能夠在不損壞傳感器的情況下施加很大的扭矩?！?/p>

      盡管差異很小，但就客戶滿意度而言，結(jié)果是巨大的。歸根結(jié)底，提供一種不僅能滿足客戶的特定需求，而且能超越他們的期望的傳感器最終是一個品牌與另一個品牌的區(qū)別。

      “我們有一個高性能傳感器。我們能夠支持超大批量生產(chǎn)，并在微觀層面提供個人支持，”Mundell 說。我們在設(shè)計過程和設(shè)計階段一直到不同的生產(chǎn)階段都是很好的合作伙伴?！?/p>

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