[实用新型]一种12轴姿态传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及MEMS传感器技术领域，具体地说，涉及一种12轴MEMS姿态传感器。

背景技术

当今社会姿态传感器的应用可谓无处不在，可广泛嵌入到军用小型无人机、单兵系统、虚拟现实、卫星基站、运营商基站、武警消防、石油石化炼油车间、高铁隧道、肢体康复穿戴、人体运动等设备中。12轴MEMS姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含9轴运动感测追踪组件、气压传感器、温度湿度传感器，通过内嵌的低功耗MCU处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。

但是，由于姿态传感器测量的数据较多，需要的传感器种类多、元器件数量大等问题，姿态传感器模块通常都比较庞大，不方便嵌入和携带。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型的一个重要目的就是减小姿态传感器模块的外形尺寸，以更好的嵌入到需要高动态三维姿态测量的产品设备中，便于携带。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种12轴姿态传感器，其特征在于，该姿态传感器包括与16位微处理器通过双向数据线直接连接的9轴运动感测追踪组件、气压传感器、温度湿度传感器，双向数据线还通过USB接口与16位微处理器双向连接，在USB接口与16位微处理器双向连线之间并联有ESD抑制器，所述16位微处理器、ESD抑制器、9轴运动感测追踪组件、气压传感器和温度湿度传感器均由稳压器提供电源，稳压器还通过USB接口输出3.3V直流电源，通过USB接口还可向稳压器输入5V直流电源。

其中优选的技术方案是，在所述9轴运动感测追踪组件内设有3轴加速度传感器、3轴陀螺仪、3轴地磁传感器。

优选的技术方案还有，在所述气压传感器上设有SPI和I²C总线接口，在所述气压传感器内设有24位模数转换器。

优选的技术方案还有，在所述温度湿度传感器上嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚DFN封装，在所述温度湿度传感器内设置有芯片、一个经过改进的电容式湿度传感元件和一个标准的带隙温度传感元件、一个放大器、AD转换器、OTP内存和数字处理单元。

优选的技术方案还有，所述ESD抑制器为防静电干扰型ESD抑制器。

优选的技术方案还有，所述16位微处理器选用MSP430F552X系列的16位微处理器。

优选的技术方案还有，所述姿态传感器的外形尺寸为29×15×4.8mm。

优选的技术方案还有，所述稳压器为线性稳压器。

本实用新型的优点及有益效果在于，该姿态传感器由于采用了超小集成多功能芯片，既可以减少元器件的数量也可以节约电路板空间。

附图说明

图1为本实用新型12轴姿态传感器的电路原理框图；

图2为本实用新型实施例的电路图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实用新型是一种12轴姿态传感器，该姿态传感器包括与16位微处理器1通过双向数据线2直接连接的9轴运动感测追踪组件3、气压传感器4、温度湿度传感器5，双向数据线还通过USB接口6与16位微处理器1双向连接，在USB接口6与16位微处理器1双向连线2之间并联有ESD抑制器7，所述16位微处理器1、ESD抑制器7、9轴运动感测追踪组件3、气压传感器4和温度湿度传感器5均由稳压器8提供电源，稳压器8还通过USB接口6输出3.3V直流电源，通过USB接口6还可向稳压器8输入5V直流电源。

其中优选的实施方案是，在所述9轴运动感测追踪组件3内设有3轴加速度传感器、3轴陀螺仪、3轴地磁传感器。

优选的实施方案还有，在所述气压传感器4上设有SPI和I²C总线接口，在所述气压传感器4内设有24位模数转换器。

优选的实施方案还有，在所述温度湿度传感器5上嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚DFN封装，在所述温度湿度传感器5内设置有芯片、一个经过改进的电容式湿度传感元件和一个标准的带隙温度传感元件、一个放大器、AD转换器、OTP内存和数字处理单元。