众所周知，越野重型车辆和机械制造商面临着独特的挑战，不仅要确保设备的功能，还要确保操作人员的舒适性、生产率和性能。随着oem厂商寻求满足这些需求，他们更加强调在产品线中整合增强功能来帮助他们实现这一目标。
多年来，惯性测量单元(imu)已经允许各个行业测量物体的角速率和方向——无论是车辆还是机器人设备——单元所连接的，提供了能够精确控制物体性能的重要数据。但除了控制性能之外，这些信息还通过对设备可以或应该做什么设置限制或参数来提高操作人员的安全性和生产率。在非公路行业，这一信息尤其重要。作业人员和设备都暴露在各种各样的环境和其他条件下，这可能会使生产力变得困难。安全考虑也是一个问题。
选择合适的IMU传感器来提供准确、实时的信息是至关重要的。但是，你如何确定哪个传感器能够一直提供这种可靠性呢?答案非常简单:首先根据实际应用程序进行准确的测试。
并不是所有的测试都是一样的
越野、重型公路整车厂需要设计能够在危险和不可预测的条件下运行的产品。传感器旨在帮助弥补这些未知因素，并提供有价值的信息，以延长设备本身的寿命，并确保操作人员的安全。因此，在尽可能接近现实生活的条件下测试传感器的可靠性是有意义的。
通常情况下，即使对传感器进行测试，也都是在实验室环境中完成的，这并没有考虑到实际应用的差异。因此，传感器不符合规格表上所示的标准，OEM在其产品线中集成了提供不准确测量的设备。传感器可以更换——这是经常发生的情况。但是，对于大多数oem或他们的客户来说，损失的时间或更糟糕的是，危及操作人员的安全是不值得冒险的。
Parker LORD技术经理Justin Bessette表示:“测试对制造商生产更高质量产品和最佳客户体验的能力有直接影响。
依赖“假设”的实验室测试会让原始设备制造商陷入困境，无论是字面上还是比喻上。一般来说，与从实验室测试中得到的测试结果相比，从实际应用程序中得到的结果永远不会相同。贝塞特说:“如果没有真正结合各种属性，就没有办法理解结合各种属性的最终结果。”“在实验室环境中，你通常一次测试一个属性，有时是两个。在现实环境中，传感器将同时受到所有因素的影响。”
测试MicroStrain惯性传感器与竞争对手的传感器，图表显示传感器受到大约8G RMS的随机振动轮廓。ML5和MV5在包括振动在内的真实环境中使用时，比竞争对手的稳定性高几个数量级。
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测试的最佳点:为什么它很重要
在非公路行业中，要保证设备的正常运行和操作人员的安全，有两个关键的考虑因素:振动和环境。振动是建筑设备固有的，这是不可避免的。IMU传感器需要能够隔离运动，而不是测量它所连接的物体的位置。否则，它将产生不准确的读数。非公路行业固有的还有设备运行的各种环境——从热到冷，到雨、泥和灰尘。传感器需要能够在许多不同的环境中工作而不会出现故障。
如果考虑到这些方差进行测试，IMU传感器可以提供准确、可靠的数据，可以在任何环境、任何工作中稳定设备。稳定导致操作人员的安全，以及延长车辆的预期寿命。这两个因素不仅对非公路行业的原始设备制造商非常重要，对他们的客户也是如此。
贝塞特说:“通过与客户合作，我们能够确定产品需要测试的确切环境和性能测试以及外部认证。”
在开发MV5-AR和ML5-AR工业倾斜和角速率传感器时，Parker LORD MicroStrain团队就做到了这一点。他们依靠真实的环境和条件来获得准确的读数，这有助于验证他们的设备的性能。
MicroStrain MV5-AR惯性传感器特写。
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为测试设置现实世界的标准
为了了解需求和期望，人们需要直接进入源头。MicroStrain团队与几家原始设备制造商合作研究测试标准。因此，他们有超过56项第三方合格标准，包括电气、机械、振动和环境标准。
MicroStrain业务部门经理Steve Mundell表示:“我们特别询问了oem希望我们包括的用例以及标准类型，无论是环境还是其他方面。
然后，该团队记录了来自现实世界机器和设备的数据(包括振动和环境数据)，并以可重复的方式在测试环境中模拟这些条件，以确保IMU传感器的设计能够满足这些非常具有挑战性的条件。
为了真正测试这些传感器，他们与竞争对手的传感器进行了面对面的较量。蒙代尔说:“很多竞争对手都在以千篇一律的格式测试零部件，但获得传感器的真实性能将会带来更好的产品质量。”“通过这些比较测试，我们希望在现实情况下显示准确的读数，以验证我们设备的性能。”
该团队再次将其传感器放置在现实环境中，与竞争对手的传感器放置在一起，然后使用从该放置中获得的测量数据分析数据。首先，在高振动测试中，三个传感器(mv5 - ar、ML5-AR和竞争对手的传感器)受到已知输入振动的影响，这些输入振动是通过实际现场数据收集的。我们的目标是在测试阶段引入真实世界的情况，同时记录角度测量。
将MicroStrain惯性传感器与两个竞争对手的传感器进行测试，图表显示传感器在俯仰角上旋转+/-90度。MV5和ML5的性能比一些竞争对手好几个数量级。
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一个完美的传感器的角度测量读数应该是0度。没有十全十美的东西，但两个MicroStrain传感器显示的读数接近零，而竞争对手的输出读数为20度。竞争对手的传感器跟踪的旋转实际上并没有受到影响，因此记录的读数不准确。
在第二项音调误差测试中，该团队使用了四个传感器——mv5 - ar、ML5-AR和两个竞争对手的传感器。所有设备都在可用测量范围内旋转，目的是显示报告角度的最小差异，以获得相似的角度读数。
一个理想的传感器在这个范围内应该没有错误，但该团队在两个竞争对手的传感器上都发现了明显的错误，而MV5和ML5在测试中显示出最小的错误。
这两项测试的结果都很清楚:使用实际应用程序进行测试可以产生质量更好的产品，无一例外。贝塞特说:“我们做这件事的时间比几乎所有人都长。”“我们知道并理解设计一款值得信赖的产品所需的所有特质。关键是要预先适应这些特质，生产出更可靠的产品，而不是试图在现场解决问题或在出现故障时进行修复。我们不希望它失败。”
传感器在现场工作
知道你有一个可以依赖的产品只是等式的一部分。知道你的产品可以与你的设备一起工作，并且你可以自信地把你的名字写在上面，这同样重要。原始设备制造商想知道传感器是否能满足他们现在和未来的需求。
蒙代尔表示:“我们的现场工程师将与原始设备制造商会面，在工艺和集成方面提供帮助，归根结底，这与产品本身的可靠性同样重要。这些传感器都是可互换和可定制的，使它们成为任何客户需求的理想解决方案。”
MicroStrain团队将继续在现实环境中测试其所有产品，并考虑需要更多工作的标准或定制的任何变化。它花了大约四个月的时间才通过了测试其产品的前56项标准，但这并不是终点。贝塞特说:“有些测试涉及加速寿命测试，因此我们可能会尝试模拟设备10年的磨损情况。”
MicroStrain MV5-AR惯性传感器等传感器的实际测试确保了传感器性能的准确验证。
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出货的每一款产品都经过100%的测试和校准，符合当前合格的标准。贝塞特说:“我们从测试过程中学到了很多东西。“有些事情甚至让我们感到惊讶。例如，我们确定螺钉的扭矩限制器需要比我们的竞争对手更大。我们的客户更希望能够使用其他地方使用的标准螺栓，并且能够在不损坏传感器的情况下施加大扭矩。”
虽然差别很小，但当涉及到客户满意度时，结果是巨大的。在一天结束的时候，提供一个传感器不仅能满足客户的特定需求，而且还能超越他们的预期，这是一个品牌与另一个品牌的最终区别。
“我们有一个高性能传感器。我们能够支持超高产量的制造，并在微观层面上提供个人支持，”蒙代尔说。在设计过程和设计阶段，我们都是一个很好的合作伙伴，一直到不同的生产水平。”
本文由Parker Lord的MicroStrain部门的现场应用工程师Jody Dunklee贡献。
