Высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп

1. Высокая точность со стабильной производительностью смещения.

Изделие отличается превосходной точностью измерений, особенно стабильностью смещения, которая является основным показателем производительности гироскопа. При условии 10-секундного сглаживания, доверительного уровня 1σ и комнатной температуры (25 ± 5 градусов) стабильность смещения достигает 0,4 градуса в час. Такая высокая-прецизионная производительность достигается за счет усовершенствованной конструкции МЭМС-чипа, многоточечной температурной калибровки и-алгоритма компенсации ошибок высокого-порядка, который эффективно подавляет дрейф нуля и случайные ошибки, вызванные факторами окружающей среды и старением компонентов. Он может предоставлять точные и стабильные данные измерения угловой скорости в течение длительного времени, полностью отвечая высокоточным требованиям таких сценариев, как инерциальная навигация, управление ориентацией небольших беспилотных платформ и прецизионные промышленные измерения.

2. Компактный размер для легкой интеграции

Благодаря миниатюрному интегрированному дизайну продукт имеет компактную структуру и небольшой объем, его габаритные размеры составляют всего 21,5×21,5×27 мм. Конструкция небольшого размера основана на оптимизированной технологии упаковки микросхем MEMS и компоновке интегральных схем, что значительно снижает занимаемое пространство, обеспечивая при этом производительность. Это преимущество позволяет легко интегрировать его в различные компактные системы-носители, такие как миниатюрные электро-оптические модули, микробеспилотные летательные аппараты (БПЛА), портативные инерциальные измерительные устройства (IMU) и небольшие-модули управления ориентацией. Он может идеально адаптироваться к условиям установки в ограниченном пространстве, не влияя на общую конструкцию и распределение веса носителя.

3. Сильная защита от-электромагнитных помех (ЭМИ).

Изделие оснащено профессиональной структурой электромагнитного экранирования и схемой защиты от-помех, что эффективно повышает его устойчивость к-электромагнитным помехам. Он оснащен цельнометаллическим экранирующим корпусом для изоляции внешнего электромагнитного излучения, а внутренняя схема оптимизирована для защиты от-помех, что позволяет подавлять помехи электромагнитных сигналов, таких как радиочастота (РЧ), электромагнитный импульс (ЭМИ) и статическое электричество, на точность измерений гироскопа. Он соответствует соответствующим стандартам электромагнитной совместимости (ЭМС), обеспечивая стабильную и надежную работу даже в сложных электромагнитных средах, таких как промышленные объекты, аэрокосмическая и военная промышленность, без искажения сигнала или ухудшения производительности.

4. Отличная адаптация к окружающей среде и высокая надежность.

Гироскоп MEMS обладает высокой способностью адаптироваться к окружающей среде, может стабильно работать в экстремальных температурных диапазонах (от -40 до +85 градусов) и выдерживать суровые условия, такие как сильная вибрация, удары и влажность. Он проходит строгие экологические испытания (включая испытания на удар, вибрацию, циклические испытания при высоких и низких температурах и испытания на влажность), имеет высокую структурную прочность и стабильную работу компонентов. В продукте используется герметичная упаковка, предотвращающая попадание пыли, влаги и других примесей во внутренний чип, что эффективно продлевает срок службы. Его среднее время наработки на отказ (MTBF) достигает тысяч часов, что может удовлетворить потребности в долгосрочной-стабильной работе в промышленных, аэрокосмических и других сценариях с высокой надежностью.

5. Низкое энергопотребление и экономичность-Эффективность

По сравнению с традиционными инерционными измерительными компонентами МЭМС-гироскопы обладают преимуществами низкого энергопотребления и высокой стоимости. Потребляемая мощность обычно составляет от нескольких милливатт до десятков милливатт, что особенно подходит для оборудования с батарейным питанием,-например, портативных устройств и беспилотных платформ, что эффективно продлевает время работы оборудования. С точки зрения стоимости, благодаря отработанной технологии массового производства, себестоимость производства МЭМС-гироскопов значительно ниже, чем у традиционных механических гироскопов и оптоволоконных гироскопов, обеспечивая при этом высокую производительность, что может помочь пользователям снизить общую стоимость оборудования и повысить конкурентоспособность на рынке.

6. Гибкая настройка и широкий диапазон применения.

Гироскоп MEMS поддерживает гибкую настройку в соответствии с потребностями пользователя, включая настройку диапазона измерения, оптимизацию выходного интерфейса (например, RS-422, шина CAN, Ethernet), настройку алгоритма компенсации ошибок и настройку размера конструкции. Он может широко применяться в различных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, беспилотные системы (БПЛА, беспилотные наземные транспортные средства, беспилотные корабли), электро-оптические модули, прецизионные промышленные измерения, автомобильная электроника и носимые устройства. Он также может реализовать замену традиционных двухосных динамически настраиваемых гироскопов на месте-без изменения существующей структуры установки и системы управления носителя, что значительно снижает стоимость замены и цикл.

1. Электро-оптические модули

Электро-оптические блоки — это основное оборудование для воздушного наблюдения, сопровождения целей и точного наведения, которое широко используется в самолетах, БПЛА, кораблях и других носителях. Высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп играет ключевую роль в системе стабилизации электро-оптических модулей. Он может в реальном-времени измерять угловое движение (крен и наклон) капсулы, вызванное джиттером носителя, турбулентностью и другими факторами, и возвращать высокоточные-данные об угловой скорости в систему управления. Система управления регулирует положение капсулы в режиме реального времени в соответствии с данными, компенсируя влияние внешнего дрожания, гарантируя, что оптическая линза остается стабильной, а также обеспечивая четкое изображение и точное отслеживание цели. Благодаря небольшому размеру и легкому весу гироскоп можно легко интегрировать в компактную конструкцию электро-оптического модуля, не влияя на общий вес и маневренность модуля, а его сильная защита от-электромагнитных помех обеспечивает стабильную работу даже в сложных электромагнитных условиях, таких как воздушные миссии.

2. Беспилотные платформы

Высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп является незаменимым основным компонентом различных беспилотных платформ, включая беспилотные летательные аппараты (БПЛА), беспилотные наземные транспортные средства (БПЛА), беспилотные корабли и другое оборудование, обеспечивая ключевые инерционные измерения и поддержку ориентации.

Для БПЛА (особенно небольших и миниатюрных БПЛА для точного картографирования, аэрофотосъемки и военной разведки) гироскоп в реальном-времени измеряет угловые скорости двух горизонтальных осей, взаимодействует с акселерометрами и модулями GPS, образуя инерциальную навигационную систему, которая может точно рассчитывать положение, положение и состояние движения БПЛА. Когда сигнал GPS потерян или поврежден, он все равно может обеспечить стабильную ориентацию, обеспечивая стабильный полет БПЛА и выполнение задач. Для UGV и беспилотных кораблей, работающих в сложных условиях (таких как суровая местность, сильный ветер и волны), гироскоп может противостоять помехам вибрации, ударам и электромагнитным сигналам, стабильно измерять угловое движение платформы, помогать системе управления регулировать направление движения и положение в реальном времени, а также повышать автономность, устойчивость и безопасность беспилотной платформы.

3. Системы контроля ориентации

Высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп широко используется в системах ориентации различных носителей, включая малые самолеты, ракеты, спутники, корабли и промышленное оборудование, для реализации точного определения ориентации и управления по замкнутому-контуру. В небольших самолетах и ​​ракетах гироскоп измеряет угловую скорость горизонтальных осей носителя в реальном времени, предоставляя точные данные для системы ориентации для регулировки руля направления и тяги двигателя, обеспечивая стабильный полет носителя и точное наведение. При управлении ориентацией спутника гироскоп, как ключевой компонент инерциальных измерений, может точно определять отклонение ориентации спутника, взаимодействовать с приводом системы ориентации для регулировки ориентации спутника, гарантируя, что спутник поддерживает правильную ориентацию на орбите. В промышленном оборудовании (например, прецизионных вращающихся машинах, роботизированных манипуляторах) гироскоп может отслеживать состояние углового движения оборудования в режиме реального времени, помогать системе управления регулировать параметры работы, повышать точность работы и стабильность оборудования.

4. Вспомогательные системы инерциальной навигации.

В инерциальных навигационных системах транспортных средств, кораблей, самолетов и других носителей высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп служит вспомогательным измерительным компонентом, дополняющим основную навигационную систему (например, оптоволоконный гироскоп, лазерный гироскоп) для повышения точности и надежности навигации. Он может восполнить недостаток основной навигационной системы по объему, весу и стоимости, а также предоставить избыточные данные измерений. Когда основная навигационная система выходит из строя или подвергается помехам, гироскоп может быстро взять на себя задачу инерциальных измерений, обеспечивая непрерывную работу навигационной системы. Кроме того, в области навигации транспортных средств гироскоп может эффективно подавлять дрейф навигационной системы при движении автомобиля по туннелям, городским каньонам и другим местам, где сигналы GPS слабы, что повышает точность позиционирования и стабильность навигационной системы.

5. Промышленные точные измерения

В промышленном производстве и прецизионных измерениях высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп используется для измерения угловой скорости и калибровки положения различного оборудования и деталей. Например, в области прецизионной обработки он может отслеживать угловое движение шпинделя станка в режиме реального времени, помогать регулировать параметры обработки, повышать точность обработки заготовки; в области обнаружения мостов и зданий он может измерять угловую деформацию конструкции в режиме реального времени, обеспечивая поддержку данных для мониторинга состояния конструкции; в области калибровки оптического оборудования он может калибровать положение оптической линзы и измерительного прибора, обеспечивая точность измерений оборудования. Его высокая точность, небольшой размер и высокая адаптируемость к окружающей среде делают его пригодным для различных суровых промышленных условий измерения.

6. Военная и аэрокосмическая области.

В военной и аэрокосмической областях высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп широко используется в различных системах вооружения и аэрокосмическом оборудовании благодаря своим превосходным характеристикам. В системах наведения ракет он обеспечивает высокоточные-данные измерения угловой скорости для системы наведения, обеспечивая точный удар ракеты; в военных БПЛА и самолетах-разведчиках он поддерживает стабильный полет платформы и миссию точной разведки; в аэрокосмическом оборудовании, таком как аксессуары для спутников и ракеты-носители, он используется для определения ориентации и управления, обеспечивая стабильную работу оборудования в суровых космических условиях. Ее независимые права интеллектуальной собственности и полный независимый контроль над основными технологиями также обеспечивают безопасность и надежность военного и аэрокосмического оборудования.

1. Независимая основная технология и надежная гарантия качества.

Мы придерживаемся независимых исследований и разработок, а основной компонент продукта - чип MEMS-гироскопа - имеет независимые права интеллектуальной собственности, обеспечивая полный независимый контроль над основными технологиями. Это не только позволяет избежать рисков технических блокад, ограничений цепочки поставок и лазеек в информационной безопасности, возникающих из-за использования импортных чипов, но также обеспечивает стабильность и постоянство производительности продукта. Каждый продукт проходит строгую заводскую калибровку, экологические испытания и проверку надежности, включая испытания при высоких и низких температурах, испытания на удары и вибрацию, испытания на электромагнитную совместимость и испытания на долгосрочную-стабильность, чтобы гарантировать соответствие каждого гироскопа высоким-стандартным требованиям к производительности и стабильную и надежную работу в различных суровых условиях.

2. Высочайшая-производительность и комплексная компенсация ошибок

Высокая точность является основным преимуществом нашего продукта. При условии 10-секундного сглаживания, доверительного уровня 1σ и комнатной температуры стабильность смещения достигает 0,4 градуса в час, а угловое случайное блуждание и точность масштабного коэффициента находятся на-ведущем в отрасли уровне. Мы применяем усовершенствованные многомерные алгоритмы компенсации ошибок, охватывающие компенсацию температуры, компенсацию угла смещения установки, компенсацию нелинейных ошибок, компенсацию дрейфа нуля и компенсацию ошибок масштабного коэффициента, которые эффективно компенсируют влияние изменений окружающей среды, отклонений установки и старения компонентов на точность измерений. Будь то высокая-температура, низкая-температура или сложная электромагнитная среда, продукт может выдавать стабильную и точную информацию об угловой скорости по двум-осям, полностью удовлетворяя потребности в высокоточных-точных измерениях для инерциальной навигации, управления ориентацией, электрооптической стабилизации модуля и других ключевых сценариев.

3. Компактный дизайн и простая интеграция, снижение затрат на применение.

По сравнению с традиционными двухосными-динамически настраиваемыми гироскопами и другими компонентами для инерциальных измерений наш продукт имеет миниатюрную интегрированную конструкцию с компактной конструкцией (всего 21,5×21,5×27 мм) и легким весом (не более 50 г), что значительно снижает занимаемое пространство и нагрузку на носитель. Интегрированная конструкция схемы возбуждения, схемы приема-сигнала, схемы цифровой обработки сигналов и программного обеспечения управления обеспечивает простой интерфейс и удобную интеграцию продукта, который можно быстро интегрировать в различное компактное оборудование, такое как микро-БПЛА, миниатюрные электро-оптические блоки и портативные инерциальные измерительные блоки. Что еще более важно, продукт полностью совместим с установочным интерфейсом, электрическими параметрами и протоколом связи традиционных двух-осевых динамически настраиваемых гироскопов, что позволяет производить замену на-на месте без изменения существующей структуры установки и системы управления носителя, что значительно снижает стоимость замены, временные затраты и затраты на техническую трансформацию для пользователей.

4. Высокая адаптация к окружающей среде и широкая сфера применения.

Наш высокоточный-двух-осевой МЭМС-гироскоп превосходно адаптируется к окружающей среде и защищен от-помех. Он может стабильно работать в диапазоне экстремальных температур от -40 до +85 градусов и выдерживать сильную вибрацию (10-2000 Гц, 10 г), сильные удары (1000 г, 0,5 мс) и среду с высокой влажностью. Встроенная-полностью-металлическая конструкция электромагнитного экранирования и конструкция схемы защиты от помех позволяют изделию эффективно противостоять радиочастотным помехам, электромагнитным импульсам и статическому электричеству, отвечая стандартам электромагнитной совместимости различных отраслей промышленности. Эти преимущества делают продукт широко применимым в аэрокосмической отрасли, беспилотных системах, электрооптических модулях, промышленных прецизионных измерениях, военной технике и других областях, а также могут адаптироваться к различным суровым рабочим сценариям, обеспечивая надежную поддержку данных для различных типов потребностей пользователей.

5. Гибкая настройка и профессиональная техническая поддержка.

Мы глубоко понимаем, что в разных отраслях и сценариях применения предъявляются разные требования к гироскопам. Поэтому мы предоставляем услуги индивидуальной настройки в соответствии с конкретными потребностями пользователей, включая настройку диапазона измерения, оптимизацию выходного интерфейса (например, RS-422, CAN-шина, Ethernet), настройку алгоритма компенсации ошибок и настройку структурного размера, чтобы полностью соответствовать реальным потребностям пользователя. В то же время у нас есть профессиональная техническая команда с богатым опытом в области инерционных измерений и применения продуктов, обеспечивающая полный-цикл технической поддержки пользователей, включая пред-технические консультации,-руководство по установке и послепродажное обслуживание. Мы быстро реагируем на потребности пользователей, своевременно решаем технические проблемы и обеспечиваем плавное развитие пользовательских проектов.

6. Экономическая-эффективность и высокая рыночная конкурентоспособность

Обеспечивая высокую производительность и высокую надежность, мы полагаемся на отработанную технологию массового производства и оптимизированное управление цепочками поставок для эффективного контроля затрат на продукцию, предоставляя пользователям экономичные, высоко-точные двухосные МЭМС-гироскопы. По сравнению с импортной продукцией того же уровня наша продукция имеет очевидные ценовые преимущества, а производительность может полностью соответствовать или даже превосходить уровень импортной продукции; По сравнению с аналогичными продуктами отечественного производства наш продукт имеет более стабильную работу, более полную компенсацию ошибок и более продуманное после-послепродажное обслуживание. Выбор нашего продукта может помочь пользователям снизить общую стоимость оборудования, повысить конкурентоспособность своей продукции на рынке и добиться беспроигрышной-ситуации с точки зрения затрат и производительности.

1. Основной механизм восприятия: эффект Кориолиса

Фундаментальный принцип работы МЭМС-гироскопа основан на эффекте Кориолиса, который относится к силе инерции, возникающей при движении движущегося объекта во вращающейся системе отсчета. В высокоточном-двух-осном МЭМС-гироскопе основным компонентом является микрорезонансная структура (например, микроконсольная балка, микромассовый блок), изготовленная на МЭМС-чипе с помощью технологии микропроизводства. Эта микрорезонансная структура спроектирована так, чтобы стабильно вибрировать с фиксированной собственной частотой под действием схемы возбуждения -, это называется «режимом вождения».

При вращении водила (с гироскопом) вокруг одной из горизонтальных осей на микрорезонансную структуру в режиме движения будет действовать сила Кориолиса. Направление силы Кориолиса перпендикулярно как направлению вибрации микроструктуры, так и направлению вращения носителя, что заставляет микроструктуру генерировать вторичную вибрацию, перпендикулярную направлению движения -, это называется «режимом чувствительности». Амплитуда этой вторичной вибрации прямо пропорциональна угловой скорости вращения носителя: чем выше угловая скорость, тем больше амплитуда вибрации режима измерения; чем меньше угловая скорость, тем меньше амплитуда. Обнаружив амплитуду и направление вибрации режима измерения, можно точно рассчитать угловую скорость вращения носителя вокруг соответствующей оси.

2. Управление движением: стабильная вибрация микрорезонансной структуры.

Звено управления движением отвечает за поддержание микрорезонансной структуры в стабильном режиме движения, что является предпосылкой точных измерений. Схема управления гироскопа выводит высокочастотный управляющий сигнал (соответствующий собственной частоте микрорезонансной структуры) на управляющий электрод микросхемы МЭМС. Под действием электростатической силы, создаваемой управляющим сигналом, микрорезонансная структура начинает периодически вибрировать с фиксированной амплитудой и частотой.

Чтобы обеспечить стабильность режима вождения, в системе используется механизм управления с обратной связью-по замкнутому контуру. Датчик обратной связи на МЭМС-чипе в реальном-времени определяет амплитуду и частоту вибрации микроструктуры и передает данные обратно в схему цифровой обработки сигналов (DSP). Схема DSP регулирует амплитуду и частоту управляющего сигнала в реальном времени в соответствии с данными обратной связи, компенсируя влияние факторов окружающей среды (например, температуры) и старения компонентов на состояние вибрации. Такое управление по замкнутому-контуру гарантирует, что микрорезонансная структура поддерживает стабильные параметры вибрации, закладывая основу для высокоточного-измерения угловой скорости.

3. Обнаружение и обработка сигналов: преобразование вибрации в измеримые электрические сигналы.

Линия обнаружения сигнала используется для захвата сигнала вибрации микрорезонансной структуры в режиме считывания и преобразования его в измеримые электрические сигналы. Микросхема MEMS оснащена чувствительными электродами, которые могут обнаруживать изменение смещения микроструктуры в режиме измерения (вызванное силой Кориолиса) посредством изменения емкости (или пьезоэлектрического эффекта). Изменение емкости чрезвычайно мало (порядка пикофарад), поэтому схема приема сигнала- усиливает, фильтрует и модулирует слабый сигнал емкости, чтобы преобразовать его в стабильный аналоговый электрический сигнал.

Затем аналоговый электрический сигнал передается в схему цифровой обработки сигналов (DSP), где он подвергается аналого--в-цифровому преобразованию (АЦП), демодуляции и обработке с шумоподавлением. Схема DSP вычисляет угловую скорость вращения носителя в соответствии с предварительно-калиброванным пропорциональным соотношением между амплитудой электрического сигнала и угловой скоростью. В то же время схема DSP интегрирует данные встроенного-датчика температуры, закладывая основу для последующей температурной компенсации.

Наконец, обработанный цифровой сигнал угловой скорости выводится во внешнюю систему управления через последовательный порт RS-422 (или другие специальные интерфейсы), предоставляя в режиме реального времени надежные данные об угловой скорости для системы ориентации, навигации и других систем авианосца.

4. Многомерная компенсация ошибок: обеспечение высокой-точности вывода.

Из-за влияния ошибок микропроизводства, факторов окружающей среды (температура, вибрация) и отклонений при установке необработанный измерительный сигнал МЭМС-гироскопа будет иметь определенные ошибки. Для достижения высокой-точности измерений в продукт встроена многомерная-система компенсации ошибок, которая реализуется с помощью программных алгоритмов и аппаратной калибровки.

К основным типам компенсации ошибок относятся: ① Температурная компенсация: встроенный-датчик температуры в реальном-времени собирает данные о температуре окружающей среды, а схема DSP использует предварительно-калиброванную модель температурной компенсации для компенсации погрешности, вызванной изменениями температуры (температура влияет на собственную частоту микрорезонансной структуры и чувствительность чувствительного электрода); ② Компенсация угла смещения установки: посредством заводской калибровки исправляется ошибка, вызванная отклонением между направлением установки гироскопа и системой координат носителя; ③ Нелинейная компенсация: алгоритм аппроксимации высокого-порядка используется для устранения нелинейного отклонения между амплитудой сигнала датчика и фактической угловой скоростью; ④ Компенсация дрейфа нуля: дрейф нуля (выходной сигнал, когда угловая скорость равна нулю) отслеживается и компенсируется в реальном-времени, обеспечивая точность статических измерений.

горячая этикетка : высокоточный-двух-осевой гироскоп, Китай высокоточный-двух-осевой гироскоп, производители, поставщики, завод