一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，包括IMU壳体和设于所述IMU壳体内部的电子设备，所述壳体内侧壁交替设置多片制冷片和加热片，所述制冷片和加热片均电连接所述电子设备。本实用新型专利技术通过IMU壳体内部的电子设备获取IMU壳体内部的温度，并将该温度与设定的目标温度进行比较，当IMU壳体内部的温度高于设定的目标温度，启动制冷片降温，当IMU壳体内部的温度低于设定的目标温度，启动加热片加热，使IMU内部温度始终保持在目标温度左右，大大降低元器件发热升温和外部环境温度对IMU输出的影响，此外，当IMU在极端温度条件下(低温

【技术实现步骤摘要】
一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元


[0001]本技术涉及惯性测量单元
，尤其涉及一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元。

技术介绍

[0002]惯性测量单元(IMU)内部一般包括光纤陀螺仪、加速度计、导航计算机等部件，产品输出信息根据功能的不同主要包括：角速度信息、线加速度信息、温度信息等。当IMU开始工作时，其内部的电源模块和计算芯片等电子元器件会产生大量热量，从而导致IMU内部温度上升，温度的变化会导致光纤陀螺和加速度计的输出产生偏差从而影响导航精度，此外，外部环境的温度变化也会影响IMU的输出。目前一般采用温度补偿算法分别对光纤陀螺和加速度计在软件层面进行温度补偿的方法来降低温度变化对IMU输出的影响，然而这种方法仅适用于对IMU输出精度要求不高的场合，对于高精度的IMU产品，单纯采用温度补偿算法来弥补温度对IMU输出的影响达不到要求。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，用以解决采用温度补偿算法来弥补温度对IMU输出的影响达不到要求的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，包括IMU壳体和设于所述IMU壳体内部的电子设备，所述壳体内侧壁交替设置多片制冷片和加热片，所述制冷片和加热片均电连接所述电子设备。
[0005]优选的，所述电子设备包括光纤陀螺模块、加速度模块和导航计算机，所述导航计算机电连接所述光纤陀螺模块、加速度模块、制冷片和加热片。
[0006]优选的，所述电子设备还包括设于所述IMU壳体外的电源模块，所述电源模块电连接所述光纤陀螺模块、加速度模块、导航计算机、制冷片和加热片。
[0007]优选的，所述电源模块与所述IMU壳体之间设有隔热层。
[0008]优选的，所述导航计算机和所述制冷片及加热片之间还设有隔离放大电路。
[0009]优选的，所述隔离放大电路包括依次连接的DA转换器、功率放大器和选通开关，所述DA转换器的输入端连接所述导航计算机，所述选通开关的两个输出端分别连接所述制冷片和加热片。
[0010]本技术具有以下有益效果：本技术的一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，通过IMU壳体内部的电子设备获取IMU壳体内部的温度，并将该温度与设定的目标温度进行比较，当IMU壳体内部的温度高于设定的目标温度，启动制冷片降温，当当IMU壳体内部的温度低于设定的目标温度，启动加热片加热，使IMU内部温度始终保持在目标温度左右，大大降低元器件发热升温和外部环境温度对IMU输出的影响，此外，当IMU在极端温度条件下(低温
‑
40℃或者高温70℃)启动时，可以使IMU迅速预热或降温，缩短IMU启动时间。
[0011]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优
点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0012]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0013]图1是本技术的具有冷热双温控系统的惯性测量单元的结构示意图；
[0014]图2是本技术的具有冷热双温控系统的惯性测量单元的电路原理图。
[0015]其中，附图标记如下：
[0016]100、壳体；200、电子设备；210、电源模块；220、光纤陀螺模块；230、加速度模块；240、导航计算机；300、制冷片；400、加热片；500、隔离放大电路；510、DA转换器；520、功率放大器；530、选通开关。
具体实施方式
[0017]以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0018]如图1和图2所示，本实施例的具有冷热双温控系统的惯性测量单元，包括IMU壳体100和设于IMU壳体100内部的电子设备200，壳体100内侧壁交替设置多片制冷片300和加热片400，制冷片300和加热片400均电连接电子设备200。
[0019]其中，制冷片300为半导体制冷片，通过电驱动，启动时将IMU壳体100内部的热量传导至外部，从而实现IMU内部降温，所述加热片400为电加热片，和制冷片300一样通过电驱动，通过电阻发热，启动时向IMU壳体100内部提供热量，从而实现IMU内部升温。
[0020]在本实施例的具有冷热双温控系统的惯性测量单元中，电子设备200包括电源模块210、光纤陀螺模块220、加速度模块230和导航计算机240，电源模块210电连接光纤陀螺模块220、加速度模块230、导航计算机240、制冷片300和加热片400，导航计算机240电连接光纤陀螺模块220、加速度模块230、制冷片300和加热片400。
[0021]其中，电源模块210设于IMU壳体100外，且电源模块210和IMU壳体100之间设有隔热层110，通过隔热层110避免电源模块210产生的热量干扰IMU壳体100内部。
[0022]IMU的各轴光纤陀螺和加速度计均会向导航计算机240输出该轴的温度信息，导航计算机240将各轴采集到温度做平均处理后作为IMU内部温度，并与预设的目标温度做差，以该温度差值作为反馈信号，当IMU内部温度高于预设目标温度时，导航计算机240通过启动制冷片300使IMU内部降温；当IMU内部温度低于预设目标温度时，导航计算机240通过启动加热片400是IMU内部升温，从而使IMU内部温度始终保持在目标温度左右。
[0023]在本实施例的具有冷热双温控系统的惯性测量单元中，导航计算机240和制冷片300及加热片400之间还设有隔离放大电路500，其中，隔离放大电路500具体包括依次连接的DA转换器510、功率放大器520和选通开关530，DA转换器510的输入端连接导航计算机240，选通开关530的两个输出端分别连接制冷片300和加热片400。
[0024]由于导航计算机240输出的控制信号往往不足以驱动制冷片300和加热片400的工作，因此需要在导航计算机240和制冷片300及加热片400之间设置隔离放大电路500，将导
航计算机240输出的控制信号放大到足以驱动制冷片300和加热片400工作，导航计算机240经过DA转换器510后变成模拟信号，经过功率放大器520后使其增大至足以驱动制冷片300和加热片400，通过选通开关530选择驱动制冷片300或加热片400，在其它的实施例中，还可以使导航计算机240输出两个控制信号分别控制制冷片300或加热片400，使控制更精确。
[0025]本实施例的工作原理：多片制冷片300和加热片400相互交叉间隔贴在IMU壳体100内侧，其由IMU的电源模块210供电，IMU的各轴光纤陀螺和加速度计均会向导航计算,240输出该轴的温度信息，导航计算机将各轴采集到温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，其特征在于，包括IMU壳体(100)和设于所述IMU壳体(100)内部的电子设备(200)，所述壳体(100)内侧壁交替设置多片制冷片(300)和加热片(400)，所述制冷片(300)和加热片(400)均电连接所述电子设备(200)。2.根据权利要求1所述的一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，其特征在于，所述电子设备(200)包括光纤陀螺模块(220)、加速度模块(230)和导航计算机(240)，所述导航计算机(240)电连接所述光纤陀螺模块(220)、加速度模块(230)、制冷片(300)和加热片(400)。3.根据权利要求2所述的一种具有冷热双温控系统的惯性测量单元，其特征在于，所述电子设备(200)还包括设于所述IMU壳体(100)外的电源模块(210)，所述电源模块(210)电连接所述光纤陀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧鹏，廖唐云，王已熏，冯毅，陈彦名，
申请(专利权)人：株洲菲斯罗克光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：