Aplicações

Quartz flexible accelerometers are widely used in aerospace, inertial navigation, precision measurement and other fields due to their advantages of high precision and stability. However, its core sensitive component - quartz flexible pendulum - is very fragile and extremely sensitive to vibration environments. Vibration may cause performance degradation, zero shift, and even structural damage. Therefore, strict vibration testing and effective anti vibration measures are crucial.   Purpose of Vibration Testing   The purpose of vibration testing is to evaluate the performance, structural integrity, and reliability of accelerometers in actual or expected vibration environments. The main types of testing include sine vibration testing and random vibration testing. Sine vibration testing is to find the resonant frequency of the structure and evaluate its response and tolerance at specific frequencies. Typically, within the specified frequency range (e.g., 5 Hz – 2000 Hz or higher, according to the specification), a linear or logarithmic sweep is performed along three mutually perpendicular axes. Frequencies exhibiting an abnormal increase in accelerometer output (response amplification) are recorded. Special attention should be paid to the first-order and second-order flexural resonant frequencies of the quartz flexure, as these frequencies are most prone to damage. The relationship between the input vibration and output signal is analyzed. Perform fixed frequency vibration for a specified duration (such as several minutes) on the identified resonant frequency points (especially the pendulum resonance points) to test their fatigue life and stability. Random vibration testing is to simulate wideband, random vibration excitations in actual environments (such as rocket launches, engine noise, aerodynamic turbulence, vehicle driving), and evaluate their comprehensive performance under statistically distributed vibrations. Apply vibrations with specific power spectral density patterns along three mutually perpendicular axes within the specified frequency range. The scale of testing is usually higher than that of sine testing, which can better reflect the real environment. PSD spectra and Grms values are developed based on specifications or measured data. The key monitoring parameters in the test include output signals, physical status, and performance verification. The output signal mainly observes zero offset, scale factor changes, increased noise levels, abnormal outputs (saturation, oscillation), etc; The physical state mainly involves checking whether the accelerometer has any abnormal noise, whether the structure is loose, and whether there is any damage to the appearance (after testing, the cover needs to be opened to check the swing plate); Performance validation mainly involves comprehensive static performance testing of accelerometers before, during, and after vibration (zero bias, scale factor, second-order nonlinearity, threshold, resolution, repeatability, etc.), comparing the effects of vibration.   Vibration Mitigation Measures   To address the vulnerability of quartz flexure accelerometers, vibration resistance measures must be implemented at multiple levels.   (1)      Core sensitive structure design and process Firstly, it is necessary to optimize the design of the oscillating plate. While meeting the requirements of sensitivity and bandwidth, the thickness of the oscillating plate should be appropriately increased (balancing sensitivity), the shape and support structure should be optimized, and the lowest order resonant frequency should be maximized to be higher than the expected main vibration environment frequency (ideally higher than twice). Avoid resonance frequencies falling in the main vibration energy concentration zone. Secondly, it is precision manufacturing and assembly, strictly controlling the machining accuracy and symmetry of key components such as swing plates, torque converter coils, differential capacitor plates, etc., to ensure uniform stress distribution and reduce internal stress concentration points. Reliable processes such as laser welding are used to connect the swing plates to the base. Finally, the selection of materials should be based on high-strength and high stability quartz materials, and the stiffness and damping characteristics of the base and shell materials should also be considered.   (2)      Internal mechanical isolation and damping Firstly, apply a small amount of special damping adhesive (such as silicone rubber base) on the non sensitive area of the swing plate or the supporting beam. This is one of the most commonly used and effective measures, which can significantly reduce the resonance Q value and decrease the resonance amplification factor. However, extreme caution should be taken to avoid affecting sensor performance (such as introducing thermal stress, affecting symmetry, and increasing mass). Secondly, a micro isolation system (such as low stiffness, high damping rubber pads, metal rubber, micro wire rope isolators, etc.) should be designed between the core of accelerometer (including the core components of the swing plate assembly) and the housing base to isolate the transmission of high-frequency vibrations to the sensitive core. The stiffness, damping, and load-bearing capacity need to be carefully designed.   (3)      Sealing and Filling Encapsulating silicon gel or silicone rubber with low modulus and high damping in the inner cavity of the accelerometer (usually between the core and the shell) is another very effective anti vibration measure (especially anti shock and high-frequency vibration). Silicon gel or silicone rubber provides damping and absorbs vibration energy; Support internal structure and suppress relative motion; Protect internal components from contamination and moisture. The sealing adhesive needs to have extremely low shrinkage stress, excellent thermal stability, good adhesion, low air release, and low permeability (especially for space applications). The sealing process (excluding bubbles and curing) is crucial, as poor sealing can actually introduce stress or contamination.   (4)      External installation and system level vibration isolation Optimize the installation interface to ensure that the installation base is flat and rigid. Tighten the connecting bolts evenly to the specified torque to avoid introducing local stress or reducing overall stiffness due to improper installation. At the same time, install appropriate external shock absorbers between the accelerometer and vibration sources such as engine mounts and aircraft structures. Select the type of isolator (such as metal rubber isolator, wire rope isolator, viscoelastic damping isolator) based on the characteristics of the main vibration frequency, and its natural frequency should be much lower (usually <1/√ 2 times) than the lowest main vibration frequency that needs to be isolated. The load-bearing capacity of the isolator, environmental adaptability (temperature, vacuum), and the impact on the low-frequency performance of the sensor also need to be considered.   Test cases   Taking the AC-9 series high-precision quartz accelerometer produced by Micro-Magic Inc as an example, the influence of vibration environment on the K0 index of the accelerometer is tested. Before vibration, the quartz accelerometer is in a 0g state, the product is powered on, data is collected for 1 minute, and take the average of the data, denoted as ; Start the vibration table under the following vibration conditions: 6g, random vibration at 200~2000Hz, wait for the vibration table to stabilize, collect data for 1 minute, and take the average of the data, denoted as ; Rotating vibration fixture, quartz accelerometer in 0g state, then power on the product, collect data for 1 minute, and take the average of the data, denoted as . By calculation, it can be concluded that:   Conclusion   The vibration problem of quartz flexible accelerometers is a system engineering issue that needs to be addressed throughout the entire process of design, manufacturing, testing, and application. When selecting and designing anti vibration measures, careful trade-offs must be made to ensure that the core performance indicators of the accelerometer are not significantly sacrificed while improving the anti vibration capability, and other environmental adaptability requirements are met.   AC-9    

Para evitar que o usuário da fonte de alimentação conecte acidentalmente o cabo de alimentação de forma incorreta, causando a queima da fonte, geralmente é necessário um circuito anti-inversão na entrada da fonte. Ao mesmo tempo, para garantir que a tensão de entrada permaneça dentro de uma faixa segura, também é preciso protegê-la contra sobretensão.O circuito mostrado na Figura 1 realiza a função integrada de proteção contra inversão de polaridade e sobretensão.A função de proteção contra sobretensão é analisada da seguinte forma: Quando Vin está na faixa de tensão de entrada normal, o regulador de tensão Z1 não entra em ruptura reversa, a corrente em R2 e R3 é basicamente 0, o Vbe do transistor P1 é 0, ou seja, o transistor PNP não está ligado, e o Vgs do transistor PMOS Q1 é determinado pelo divisor de tensão dos resistores R4 e R5. Vgs é maior que o limiar de condução, e o transistor PMOS é ligado, ou seja, a fonte de alimentação funciona normalmente; quando a entrada Vin é maior que a tensão de entrada normal, neste momento Vin>Vbr, o regulador de tensão entra em ruptura, o transistor PNP Q1 é ligado, VCE≈0, ou seja, o Vgs do transistor PMOS é ≈0, e o transistor PMOS é desligado, ou seja, a proteção contra sobretensão é alcançada.A função de proteção contra inversão de polaridade é analisada da seguinte forma: a proteção contra inversão de polaridade na entrada é realizada pelo transistor NMOS Q2. Quando o polo positivo da fonte de alimentação é aplicado a partir de Vin, a tensão de porta Vgs do transistor NMOS Q2 é alta. Nesse momento, Q2 é ativado, Q1, a carga RL e Q2 formam um circuito fechado, e o circuito funciona normalmente; quando o polo positivo da fonte de alimentação é invertido a partir do terminal negativo, Q2 é desativado, todo o circuito fechado é interrompido e o circuito para de funcionar, desempenhando assim a função de proteção contra inversão de polaridade. 

Na área de medição e controle de precisão, a tecnologia de conversão corrente/frequência de alta precisão é crucial. O módulo de conversão I/F da série AVI-F, lançado pela Micro-Magic Inc., tornou-se a escolha ideal para aquisição de dados de acelerômetros de sistemas de navegação inercial de alto desempenho, aquisição digital de sinais de corrente fracos e outras aplicações.Apresenta alta demanda em diversos cenários devido ao seu excelente desempenho e estabilidade. O AVI-F é composto por referência de tensão, fonte de corrente constante, integrador, braço integrador, CPLD de controle lógico, etc. O sinal de corrente do acelerômetro pode ser convertido diretamente em frequência de pulso, sendo um conversor analógico/digital de alta precisão e boa resolução. O AVI-F adota o princípio da integração por balanceamento de carga, que apresenta características de aquisição de sinal sem perdas e menor influência de ruídos, como os da fonte de alimentação. É um circuito ideal para a construção de sistemas de navegação inercial de alto desempenho. Quais são as principais vantagens dos produtos da série AVI-F? 1. Alta precisão e estabilidade O módulo da série AVI-F adota um método de integração de carga, com uma frequência máxima de saída de 256 kHz, offset zero de apenas 10 nA e um erro não linear abrangente de apenas 20 ppm, garantindo alta precisão e confiabilidade na conversão de sinal. Seu coeficiente de temperatura do fator de escala é de apenas 1 ppm/°C e apresenta estabilidade em toda a faixa de temperatura, sendo adequado para ambientes extremos de -45 °C a 70 °C. 2.Design de hardware de alto padrão São utilizados componentes de alto desempenho, principalmente dispositivos de montagem em superfície (SMD), com tamanho reduzido e alta precisão. No nível da placa, são utilizadas fontes de corrente constante de precisão e multímetros de alta precisão para calibração precisa, incluindo simetria e linearidade. 3.Interface de saída multifuncional O módulo suporta três saídas de pulso independentes (canais X/Y/Z), cada uma contendo sinais de pulso de corrente positiva e negativa. Ao mesmo tempo, foi adicionada uma função de porta serial RS422, que envia pulsos acumulados a uma frequência de 1 kHz para simplificar o processo de aquisição de dados e melhorar a eficiência da integração do sistema. 4.Baixo consumo de energia e design localizado Os requisitos de alimentação são de ±15V e +5V, com uma corrente em regime permanente de apenas 0,2A e excelente desempenho de consumo de energia. Todos os componentes são 100% fabricados no país para garantir a segurança da cadeia de suprimentos e atender a necessidades independentes e controláveis. Aplicações típicas do produto da série AVI-F a. Sistema de navegação inercial: Converte com precisão os sinais do acelerômetro para melhorar a precisão da navegação.b. Automação industrial: Monitoramento em tempo real de sinais de corrente e otimização de processos de controle.c. Instrumentos de pesquisa: aquisição de dados de alta resolução para auxiliar em experimentos de precisão. Por que escolher o módulo AVI-F? O módulo de conversão I/F da série AVI-F integra alta precisão, baixo consumo de energia e multifuncionalidade, tornando-se uma escolha inteligente para usuários que buscam desempenho e confiabilidade. Seja em ambientes adversos ou aplicações complexas, ele oferece soluções estáveis ​​e eficientes. AVI-FSeja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado.  

De acordo com a topologia do circuito de dois fios, a corrente de alimentação é modulada pelo sensor e retorna ao circuito de aquisição de sinal. Se a saída de energia não passar por nenhum processamento, caso o sensor entre em curto-circuito ou o usuário final o opere incorretamente, causando um curto-circuito, é muito provável que a alimentação seja danificada ou cause danos ao circuito de aquisição de sinal. Para evitar essa situação, é necessário adicionar um circuito limitador de corrente ao circuito que fornece 24 V ao sensor, limitando a corrente a uma faixa segura (por exemplo, abaixo de 30 mA) e evitando falhas catastróficas.A seguir, apresenta-se o circuito de proteção com limitação de corrente para fornecer energia de 24 V ao sensor durante o projeto do circuito de aquisição de interface de 4-20 mA. Quando a corrente é menor que a corrente limite Imax, a queda de tensão no resistor R1 é menor que a tensão de condução Vbe do transistor P1. Os resistores R3 e R4 dividem a tensão, criando uma diferença de potencial suficiente entre o source e o gate do transistor de efeito de campo Q1. Nesse ponto, o transistor P1 é cortado e o transistor Q1 conduz. O circuito está em estado de operação normal.Quando a corrente aumenta e ultrapassa a corrente limite Imax, a queda de tensão no resistor R1 é maior que a tensão de condução Vbe do transistor P1. Nesse instante, o transistor P1 está conduzindo. A tensão de entrada é aplicada diretamente ao gate do transistor de efeito de campo Q1. Nesse ponto, as tensões no source e no gate do transistor de efeito de campo Q1 são aproximadamente iguais, fazendo com que o transistor Q1 seja desligado e o circuito seja desconectado, entrando em estado de proteção. Isso evita danos à carga por sobrecorrente.Como a tensão de condução Vbe do MMBT2907A é de aproximadamente 0,7 V, e considerando que Vbe/R1 = 25 mA, pode-se concluir que a corrente limite é de aproximadamente 25 mA. Caso seja necessário ajustar a corrente limite, basta alterar o valor da resistência do resistor R1.

Obtenha rapidamente as informações do produto em um minuto. Sistema de Referência de Atitude e DireçãoO Sistema de Resposta de Atitude e Rotação (AHRS) é um dispositivo de navegação fundamental que utiliza a fusão de dados multissensoriais para calcular em tempo real a atitude tridimensional (ângulo de inclinação, ângulo de rolamento) e o ângulo de direção de uma aeronave. Suas principais tecnologias envolvem áreas como sistemas microeletromecânicos (MEMS), navegação inercial, processamento de sinais e otimização não linear. Este artigo explorará aspectos técnicos sob três perspectivas: modelos matemáticos, implementação de algoritmos e compensação de erros. Princípios e equações cinemáticas do AHRS O princípio fundamental do AHRS é a fusão de dados multissensor, que compensa as limitações de um único sensor por meio de sensores complementares. 1.Composição do sensor: a. Giroscópio: Ele mede a velocidade angular usando o efeito Coriolis e a integra para obter mudanças de atitude, mas não apresenta deriva de viés (erro acumulado ao longo do tempo).b. Acelerômetro: mede a força específica (aceleração gravitacional + aceleração do movimento) e pode ser usado para calibração de atitude (rolagem, inclinação) em velocidade estática ou constante.c. Magnetômetro: mede a direção do campo geomagnético, fornece a direção absoluta (ângulo de guinada), mas é suscetível a interferências magnéticas duras/moles.d. GPS opcional: Auxilia na correção de erros de posição e velocidade. 2.Equações cinemáticas Equação diferencial para a atualização da velocidade angular e da atitude do portador:                         Entre eles, representa a multiplicação de quatérnios e é a velocidade angular medida pelo giroscópio (em rad/s) A arquitetura central e o algoritmo do AHRS O principal desafio do AHRS reside em como integrar dados de giroscópios (com excelente resposta dinâmica, mas sujeitos a deriva), acelerômetros (com alta precisão estática, mas sujeitos a interferência de movimento) e magnetômetros (que fornecem a direção absoluta, mas também são suscetíveis a interferências). Os algoritmos mais utilizados são os seguintes: 1.Filtro de Kalman Com base no modelo de espaço de estados, a atitude é estimada iterativamente por meio de previsão (integração do giroscópio) e atualização (observação do acelerômetro/magnetômetro).A construção do vetor de estado é a seguinte, incluindo o ângulo de erro de atitude. e viés do giroscópio . O resíduo do vetor de gravidade medido pelo acelerômetro e o campo geomagnético medido pelo magnetômetro são usados ​​como valores de observação, e a seguinte equação de observação é construída:Na sintonia de covariância, a covariância do ruído do acelerômetro geralmente é configurado para e a covariância do ruído do magnetômetro está configurado para . 2.Algoritmo de filtro complementar Fusão ponderada de dados de giroscópio de alta frequência e dados de acelerômetro/magnetômetro de baixa frequência. Sua vantagem é a baixa carga computacional, sendo adequada para sistemas embarcados; a desvantagem é que o ajuste de parâmetros depende da experiência e apresenta desempenho dinâmico limitado.A parte de alta frequência utiliza integração de giroscópio, e a calibração de baixa frequência utiliza acelerômetros/magnetômetros: Constante de tempo , geralmente leva  3.Algoritmo de otimização por descida de gradiente Existem dois algoritmos principais de otimização por descida de gradiente. O algoritmo de Mahony baseia-se na filtragem complementar não linear de quatérnios e corrige o viés do giroscópio por meio de um controlador PI; o algoritmo de Madgwick otimiza os quatérnios diretamente, minimizando a função de erro entre as medições e previsões do sensor, resultando em alta eficiência computacional e adequação para cenários de baixo consumo de energia. Entre eles, é o fator de taxa de convergência, com valores típicos variando de 0,1 a 0,5. Desafios e contramedidas da implementação da engenharia do AHRS 1.Erro e calibração do sensor O viés zero do giroscópio precisa ser estimado e compensado online (por exemplo, através da inicialização do estado estático); a aceleração do movimento pode interferir na medição da direção da gravidade, portanto, a interferência dinâmica dos acelerômetros precisa ser detectada por meio de filtragem passa-alta ou detecção do estado de movimento;A influência das variações de temperatura em giroscópios e acelerômetros precisa ser corrigida através do estabelecimento de um modelo de compensação de temperatura;A interferência do magnetômetro requer calibração magnética rígida/flexível (ajuste de elipse ou algoritmo baseado em campo de calibração). 2.Adaptabilidade ambiental dinâmica A vibração de alta frequência causa um aumento no ruído do acelerômetro, exigindo isolamento mecânico ou filtragem digital. Ao realizar manobras rápidas (como rolamentos de drones), o acelerômetro falha e um giroscópio puro precisa funcionar por um curto período de tempo. 3.Desempenho em tempo real e recursos computacionais Cenários de alta dinâmica exigem que os algoritmos completem iterações em milissegundos (como os ciclos de controle de drones).

A principal razão para escolher fontes de alimentação duplas para sensores é atender aos requisitos de integridade do sinal, condições de operação do circuito e precisão da medição. Isso inclui os seguintes aspectos:1. Tratamento de sinais bidirecionais (sinais CA)Alguns sensores (como sensores de vibração, som e aceleração) emitem sinais bidirecionais, ou seja, que flutuam acima e abaixo do ponto de referência zero (tensões positivas e negativas). Se for utilizada apenas uma fonte de alimentação, o sinal do semiciclo negativo será truncado, resultando em distorção. Atualmente, o uso de fontes de alimentação positivas e negativas (como ±5V, ±12V) para fornecer tensões simétricas permite que o sinal flutue centrado em 0V, retendo a informação completa dos semiciclos positivo e negativo e evitando a distorção do sinal.2. Requisitos de operação do circuito internoMuitos sensores integram amplificadores operacionais ou circuitos analógicos para amplificação ou processamento de sinais em seus circuitos internos. Esses dispositivos requerem fontes de alimentação positiva e negativa para atingir:Projeto de circuito simplificado: Em um sistema de alimentação única, ao processar sinais CA, é necessário definir um "terra virtual", o que introduz ruído adicional e complexidade no projeto. Enquanto as fontes de alimentação positiva e negativa utilizam naturalmente o "terra" (0V) como ponto de referência, sem a necessidade de circuitos de polarização adicionais, isso simplifica o projeto e reduz o ruído.Maximizando a faixa dinâmica: Muitos sensores de alto desempenho e amplificadores operacionais requerem fontes de alimentação duplas para utilizar totalmente sua faixa de entrada/saída, evitar distorção não linear e melhorar a linearidade e a faixa dinâmica do sistema.3. Anti-interferência e supressão de ruídoO projeto de alimentação dupla pode reduzir a interferência de ruído de modo comum. O ruído de modo comum refere-se à diferença de tensão entre duas linhas de sinal e o terra. O uso de fontes de alimentação positiva e negativa pode reduzir efetivamente essa diferença de tensão, diminuindo assim a interferência de ruído de modo comum. Em ambientes industriais, em particular, a alimentação simétrica contribui para melhorar a relação sinal-ruído do sinal.

Obtenha rapidamente as informações do produto em um minuto. No contexto do desenvolvimento acelerado da condução autônoma, drones e robótica, os sistemas de navegação de alta precisão e confiabilidade tornaram-se o "cérebro" central dos dispositivos inteligentes. A tecnologia inercial MEMS, combinada com um sistema de navegação por satélite de antena dupla, é um exemplo disso. I3700lançado por Micro-Magic IncUtiliza MEMS de alta precisão giroscópios, acelerômetros, O I3700 utiliza receptores GNSS multimodo e multifrequência para proporcionar orientação rápida e de alta precisão, além de funções de navegação integradas. Ele calcula em tempo real a posição, direção, atitude, velocidade e outras informações do veículo, resistindo a obstruções e interferências de múltiplos caminhos, e alcançando navegação de longo prazo, alta precisão e alta confiabilidade em túneis montanhosos, ambientes urbanos complexos, automóveis, ferrovias de alta velocidade e outras áreas. Suporta a função GNSS RTK em tempo real, fornece um protocolo universal padronizado para o usuário e possui boa escalabilidade. Oferece soluções de navegação convenientes para aplicações multidomínio em todos os cenários. Ao mesmo tempo, o I3700 possui proteção IP68 e certificação CE, podendo operar normalmente em ambientes hostis, atendendo aos requisitos de um projeto confiável de nível industrial.   Características técnicas e destaques do I3700 1.O layout estrutural do conjunto MEMS-IMU melhora a precisão do cálculo de atitude. Para solucionar o problema de grandes erros no cálculo de atitude, propõe-se um sistema de cálculo de atitude baseado na fusão de dados de matrizes MEMS-IMU. O método de otimização vetorial de múltiplas informações é utilizado para fundir os dados da matriz MEMS-IMU, e o método de filtragem de Kalman dinâmica é empregado para calcular a atitude do veículo em movimento. Isso aprimora a capacidade de cálculo de atitude, elevando-a a um nível de precisão superior em movimentos dinâmicos complexos. 2.Suporta a recepção e o cálculo de sinais GNSS em todo o sistema e faixa de frequência. Módulo GNSS direcional e de posicionamento com antena dupla integrado, compatível com os principais sistemas de navegação por satélite do mundo, capaz de posicionamento e orientação rápidos e de alta precisão. Compatível simultaneamente com todas as frequências, garantindo desempenho de posicionamento ideal em qualquer local do mundo. O receptor de satélite integrado possui forte capacidade anti-interferência e ainda pode fornecer posicionamento preciso em ambientes eletromagnéticos complexos. 3.Navegação integrada de alto desempenho A tecnologia de navegação inercial + GNSS, combinada com um algoritmo de navegação integrado de alta precisão desenvolvido internamente, alcança uma precisão de posicionamento horizontal de 0,8 cm + 1 ppm e uma precisão de direção de 0,2°. Mesmo que os sinais GNSS sejam temporariamente perdidos (como em túneis ou garagens subterrâneas), os dados de navegação estáveis ​​podem continuar sendo emitidos continuamente por meio de sensores inerciais (estabilidade de polarização zero do giroscópio de 2,5°/h, polarização zero da aceleração de 30 μg). Ao mesmo tempo, algoritmos de fusão de dados de múltiplas fontes suportam odometria externa, DVL e outros sensores auxiliares para aumentar a robustez da localização em ambientes complexos. 4.Ecossistema de interface flexível e fácil de usar A ampla cobertura de interfaces suporta sinais de sincronização RS232/422, CAN (SAE J1939) e PPS, é compatível com acesso diferencial 4G DTU e facilita a interface com dispositivos externos como LiDAR e câmeras. As mensagens de saída incluem protocolos NMEA, RTCM, binários e o padrão J1939, com diversos protocolos para atender às necessidades de comunicação industrial e veicular. 5.Implantação rápida e configuração inteligente O modo plug and play (PnP) torna o uso mais flexível, com configurações padrão adaptadas aos cenários mais comuns e suporte para configuração com um clique dos modos de operação (embarcado, embarcado, em aeronave, estação base). Uma interface de desenvolvimento amigável que suporta gravação de dados em tempo real e depuração visual, reduzindo o ciclo de desenvolvimento integrado.   Cenário de aplicação: Capacitando com precisão milhares de indústrias 1. Drones e veículos não tripulados: Em operações de distribuição logística e inspeção, o I3700 fornece posicionamento com precisão centimétrica e saída de atitude estável para garantir controle preciso em trajetórias complexas. 2. Agricultura inteligente: combinada com o sistema de condução automática de máquinas agrícolas, o erro de navegação entre os sulcos é inferior a 2 cm, melhorando significativamente a eficiência da semeadura e da fertilização. 3. Exploração oceânica e embarcações não tripuladas: Design com proteção IP68 para suportar ambientes úmidos com névoa salina, função direcional de antena dupla para garantir a precisão do rumo da embarcação e auxiliar em tarefas de levantamento hidrológico e pesquisa científica. 4. Robôs industriais: Em cenários de AGVs (Veículos Guiados Automaticamente) em armazéns e movimentação em fábricas, o rastreamento da trajetória de movimento em nível milimétrico é alcançado pela coordenação com dispositivos externos através de funções síncronas de entrada e saída.   O I3700 oferece múltiplas versões de interface (MI0/MI1/MI2) para atender às necessidades de diferentes setores. Inclui kit de desenvolvimento padrão e documentação técnica detalhada, além de suporte para serviços personalizados. Pode se conectar a estações CORS como Qian Xun e Mobile, ou construir sua própria estação de referência RTK para alcançar cobertura de serviço de alta precisão em todo o país.   O I3700 mede o mundo com precisão e controla o futuro com confiabilidade. Seja você um desenvolvedor em busca da vanguarda da tecnologia ou um profissional profundamente envolvido no setor, o I3700se tornará seu parceiro confiável para explorar a navegação inteligente.   I3700 Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado.  

1. Princípio de funcionamento e tipos de sensores de aceleraçãoUm sensor de aceleração é um tipo comum de sensor que pode medir a aceleração e o ângulo de inclinação de objetos, sendo amplamente utilizado em indústrias, saúde, esportes e outras áreas. Os sensores de aceleração normalmente consistem em elementos sensores, circuitos de processamento de sinal e circuitos de interface, e podem detectar a aceleração de um objeto ou mudanças no estado de movimento, convertendo esses dados em sinais elétricos para saída.Atualmente, o mercado oferece dois tipos principais de sensores de aceleração: sensores analógicos e sensores digitais.A principal característica dos sensores digitais de aceleração é a facilidade de integração com sistemas digitais. No entanto, por vezes, para alcançar maior precisão, menor ruído e atender a diferentes requisitos de resposta dinâmica, controlando também os custos, tendemos a preferir sensores de aceleração com saída analógica.A Figura 1 mostra o fluxo de processamento do sinal de um acelerômetro típico com saída analógica. Geralmente, para melhorar a integração e reduzir custos, a amostragem do ADC e o processamento de filtragem digital são integrados internamente ao MCU ou DSP.   2. Projeto do filtro passa-baixa anti-aliasing do pré-ADCA adição de um filtro passa-baixa anti-aliasing na entrada do conversor analógico-digital (ADC) é crucial no projeto de um sistema de amostragem de sinal. De acordo com o teorema de Nyquist, a frequência de amostragem do ADC (fs) deve ser pelo menos o dobro da frequência mais alta (fmax) do sinal (ou seja, fs ≥ 2fmax) para reproduzir com precisão o sinal original sem distorção. Se o sinal de entrada contiver componentes com frequências superiores a fs/2 (conhecidas como frequência de Nyquist), esses componentes de alta frequência serão "dobrados" na faixa de baixa frequência, formando sinais falsos (aliasing). O aliasing contamina permanentemente o sinal útil e não pode ser eliminado por processamentos subsequentes. O sinal real pode conter ruído ou componentes de alta frequência inúteis (como interferência eletromagnética, harmônicos), que podem exceder fs/2, e mesmo que o próprio sinal de entrada tenha uma largura de banda limitada, o processo de amostragem do ADC (especialmente a discretização) introduzirá ruído de quantização. O filtro passa-baixa anti-aliasing pode reduzir o impacto do ruído de alta frequência. O filtro passa-baixa anti-aliasing é, na verdade, um filtro passa-baixa RC (resistor-capacitor), e sua frequência de corte fc geralmente é definida um pouco abaixo de fs/2, mas um pouco acima da largura de banda efetiva do sinal (por exemplo, para uma largura de banda de 100 Hz em um acelerômetro, fc é definida como 150 Hz), garantindo que apenas sinais com frequências abaixo da frequência de Nyquist passem. Se a frequência de amostragem do clock do ADC for de 2 kHz, a frequência de corte fc não deve ser superior a 1 kHz. A fórmula para calcular a frequência de corte fc é fc = 1/(2π×R×C). O filtro passa-baixa anti-aliasing é usado para reduzir o ruído de fundo e, assim, melhorar a resolução do acelerômetro. Geralmente, no projeto, a largura de banda é limitada à frequência mais baixa exigida pela aplicação para maximizar a resolução e a faixa dinâmica do acelerômetro.Na prática, se for utilizado o ADXL103 ou ADXL203 da ADI, o filtro passa-baixa interno já está integrado. A frequência de corte (ponto de -3dB) é determinada pelo capacitor externo C conectado ao terminal de saída, e somente conectando um capacitor em paralelo ao pino de saída e formando um filtro passa-baixa com o resistor de saída interno é possível obter as funções de anti-aliasing e supressão de ruído. O circuito de aplicação real é mostrado na Figura 2, e seu valor correspondente de fc = 5 µF/C.  3. Filtragem DigitalO sinal analógico passa por um filtro passa-baixa anti-aliasing e é enviado ao módulo ADC. Sob o pulso do clock de amostragem, um fluxo contínuo de dados é gerado. Nesse momento, os dados inevitavelmente ainda contêm ruído. Para filtrar o ruído, é necessário adotar a tecnologia de filtragem digital para processar os dados obtidos. Comparados aos filtros analógicos, os filtros digitais geralmente apresentam respostas de frequência mais estáveis, podem suprimir com precisão sinais fora da banda, possuem boa repetibilidade e podem ser implementados tanto em software puro quanto utilizando aceleração por hardware de filtros FIR (Resposta ao Impulso Finito) ou IIR (Resposta ao Impulso Infinita). A filtragem digital pode ser totalmente baseada em software ou implementada utilizando aceleração por hardware de filtros FIR ou IIR.Devido à alta ordem dos filtros FIR, eles consomem mais recursos computacionais e são mais adequados para execução em DSPs ou MCUs de alto desempenho. A expressão da equação de diferença entre eles é mostrada na figura a seguir.  Para um filtro FIR passa-baixa de 120ª ordem usando uma janela de Kaiser, a atenuação na banda de rejeição geralmente atinge mais de 60 dB. Comparados aos filtros IIR, os filtros FIR têm uma banda de transição mais ampla e um atraso de grupo maior, e sua resposta em tempo real não é tão rápida quanto a dos filtros IIR.Se os recursos computacionais forem limitados em uma plataforma embarcada ou para obter uma banda de transição mais íngreme, filtros IIR também podem ser usados. Comparados aos filtros FIR, os filtros IIR têm maior eficiência computacional (podem atingir alto desempenho com ordens mais baixas), apresentam mudanças de fase não lineares e são adequados para acelerômetros, mas podem ser instáveis. As posições dos polos precisam ser cuidadosamente otimizadas. A expressão geral da equação de diferença para filtros IIR é mostrada na figura a seguir. Um filtro digital passa-baixa IIR elíptico de 4ª ordem geralmente consegue uma atenuação na banda de rejeição superior a 60dB quando a ondulação na banda de passagem é de 0,5dB.Às vezes, para obter um resultado de saída suave, os dados de saída dentro de uma determinada janela do filtro mencionado são submetidos a uma filtragem de média recursiva para reduzir a influência do ruído. Dada uma sequência de sinal x[n] contendo N amostras, onde n é o índice da amostra (de 0 a N-1), a filtragem de média móvel é realizada deslizando uma janela de comprimento fixo M sobre a sequência de sinal e calculando a média das amostras dentro da janela. Para cada posição k da janela deslizante, a saída filtrada y[k] pode ser calculada usando a seguinte fórmula: O tamanho M da janela deslizante determina o grau de suavização. Uma janela maior pode suavizar o sinal com mais eficácia, mas pode resultar em uma resposta atrasada; uma janela menor pode responder às mudanças no sinal mais rapidamente, mas o efeito de suavização pode ser inferior. Normalmente, quando a frequência de amostragem do ADC é de 2000 Hz, M é definido como 10.

Obtenha rapidamente as informações do produto em um minuto.Na era tecnológica de rápidas transformações, a tecnologia de navegação inercial de precisão tornou-se um requisito fundamental em áreas como condução autônoma, aeroespacial e exploração oceânica. G-F120Halta precisão giroscópio de fibra ópticalançado por Micro Magic IncCom seu desempenho e confiabilidade excepcionais, oferece soluções de navegação estáveis ​​e precisas para usuários globais, permitindo que as indústrias alcancem novos patamares de inteligência.O giroscópio de fibra óptica de alta precisão G-F120H tornou-se líder em aplicações de navegação graças ao design integrado de componentes ópticos e eletrônicos. Considerando o peso e o tamanho do produto, ele apresenta excelente desempenho inercial. Ao adotar tecnologia óptica integrada avançada e circuitos eletrônicos de malha fechada FPGA, o G-F120H alcança maior precisão, controle de ruído e eficiência do que tecnologias similares. Além disso, a função de calibração interna do produto otimiza ainda mais o efeito de supressão térmica, enquanto o design com separação entre os dispositivos eletrônicos e os componentes do anel sensível ao giroscópio garante ampla adaptabilidade ambiental. Principal vantagem: Romper barreiras tecnológicas1.Precisão máxima, confiabilidade inabalávelA estabilidade do viés zero é tão baixa quanto 0,002 °/h (1σ, 100s), garantindo alta consistência na medição de atitude durante operação de longo prazo.Repetibilidade de polarização zero em temperatura total ≤0,05°/h, operando em ambientes extremos (-40℃ a +65℃) com desempenho contínuo. Coeficiente de caminhada aleatória ≤0,001°/√h, suprimindo efetivamente a interferência de ruído e resultando em dados de saída mais puros.2.Resistência robusta, superando desafios sem medo.Por meio de rigorosos testes mecânicos, garantimos a precisão e a confiabilidade da operação do produto em ambientes complexos. Vibração aleatória (20 Hz a 500 Hz, cada eixo vibrando por 15 minutos): o valor absoluto do desvio zero durante a vibração e o valor médio do desvio zero antes e depois da vibração são inferiores a 0,05 °/h. Impacto mecânico de 30 g (meia onda senoidal, 10 ms): a variação da posição zero antes e depois do impacto é inferior a 0,02 °/h, garantindo a confiabilidade em cenários de alta dinâmica, como em aeronaves e embarcações.3.Comunicação de alta velocidade, integração perfeitaSuporta comunicação serial bidirecional RS-422, com taxa de transmissão de até 460,8 kbps e alta compatibilidade. O quadro de dados contém 32 bits de dados válidos do giroscópio e 14 bits de dados de temperatura, combinados com verificação de paridade para garantir a integridade e a transmissão de informações em tempo real. Os cenários de aplicação capacitam diversos campos.(1) Drones e Aviação: Fornecer precisão subgrau (0,05°) para sistemas de direção e atitude de bordo para garantir segurança e estabilidade de voo.(2) Navegação oceânica: A escolha ideal para giroscópios marítimos, com anti-interferência magnética (sensibilidade ao campo magnético ≤ 0,02°/h/Gs) e adaptabilidade a ambientes marinhos complexos.(3) Automação industrial: posicionamento preciso (precisão de 1 cm) e medição de velocidade (precisão de 0,03 m/s), possibilitando o controle de movimento de alta precisão para AGVs, robôs e outros. Garantia de qualidade: definida por normas técnicasA série G-F120H segue rigorosamente as especificações técnicas internacionais e oferece três modelos, G-F120H-A/B/C, para atender aos requisitos de precisão de diferentes cenários:(1) G-F120H-C: Modelo principal com estabilidade de polarização zero ideal e repetibilidade total de temperatura, adequado para missões de alta precisão de nível aeroespacial.(2) G-F120H-B: Equilíbrio entre desempenho e custo, adequado para mercados de médio a alto padrão, como aplicações automotivas e marítimas.(3) G-F120H-A: Escolha econômica, desempenho ainda supera os padrões da indústria, atendendo às necessidades de automação industrial. Escolha Micro Magic e desbloqueie um futuro orientado para a precisão.Como um dos principais fornecedores globais de soluções de navegação inercial, Micro Magic IncÉ impulsionada pela inovação e continua a expandir os limites da tecnologia. G-F120H giroscópio de fibra ópticaNão é apenas um dispositivo, mas também um parceiro confiável para você avançar rumo à era da inteligência. G-F120Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado. --

O sensor de saída de tensão normalmente fornece uma faixa de tensão de 0-5V ou 0-10V. Se optarmos por não usar um chip de conversão ADC externo devido a considerações de custo, mas sim amostrar o módulo ADC dentro do chip MCU, como a faixa de tensão de aquisição do ADC no STM32 é de 0-3,3V, nesse caso, precisaremos do circuito de amostragem mostrado na figura abaixo.Na figura, R1 e R2 formam um circuito divisor de tensão resistivo, que converte a tensão de entrada, que varia de 0 a 5 V, em uma faixa de tensão de aproximadamente 0 a 3 V. O amplificador operacional seguidor de tensão rail-to-rail subsequente desempenha a função de adaptação de impedância, isolando o sensor do módulo de amostragem do ADC e reduzindo a atenuação do sinal. Para evitar danos ao circuito do módulo ADC causados ​​por sobretensão e tensão negativa, diodos de proteção são adicionados à alimentação e ao terra, respectivamente, garantindo que a tensão de entrada do módulo ADC esteja sempre dentro da faixa de -0,7 V a 3,3 V ± 0,7 V. Ao mesmo tempo, para suprimir a influência de ruídos de alta frequência, um filtro passa-baixa RC precisa ser adicionado antes da amostragem do ADC. A frequência de corte do filtro passa-baixa deve ser selecionada de acordo com a largura de banda do sinal. Por exemplo, se a largura de banda do sinal for de 100 Hz, a frequência de corte pode ser definida para 100 Hz ou ligeiramente superior, como 1 kHz. Se R2 for 1,5K e C1 for 100nF, então a frequência de corte fc será aproximadamente igual a 1KHz. 

Se a comunicação entre o módulo sensor e o sistema do usuário for realizada por meio de UART, SPI ou métodos de E/S, geralmente, o nível de tensão da interface do módulo sensor é de 3,3 V, e o nível de tensão do sistema do usuário também é de 3,3 V. Normalmente, um método de conexão direta é viável. No entanto, se o nível de tensão da interface do sistema do usuário for de 1,8 V ou 5 V, quando o módulo interagir com o microcontrolador para troca de dados, devido à incompatibilidade dos níveis de tensão entre as duas partes, podem ocorrer falhas de comunicação, refluxo de corrente, consumo anormal de energia, anomalias de tensão e outros problemas. Este artigo apresentará alguns métodos comuns de correspondência de níveis de tensão, e os usuários poderão escolher o mais adequado de acordo com a situação específica.1. Use chips de conversão de nívelForneça as duas fontes de alimentação de conversão necessárias aos dois lados do chip de conversão e, em seguida, conecte os sinais de entrada e saída necessários da conversão às entradas e saídas do chip. Todas as etapas de conversão são realizadas internamente pelo chip. A figura a seguir mostra o circuito de conversão de nível usando o SN74LVC2T45DCTR.As vantagens desse sistema são a alta velocidade, a grande capacidade de condução e a facilidade de uso. A desvantagem é o custo relativamente elevado.2. Conversão de níveis usando MOSFETs ou transistoresConforme ilustrado na figura abaixo, este é um circuito de conversão de nível bidirecional.Primeiramente, vamos analisar a situação em que os dados são enviados de 3,3 V para 5 V. Quando o terminal UART1_TX está em nível alto, o MOSFET Q1 está em corte (cut-off) e o terminal UART2_RX é conectado à sua tensão de alimentação (pull-up). Quando o terminal UART1_TX está em nível baixo, o MOSFET Q1 conduz e o terminal UART2_RX é conectado ao nível baixo por Q1, completando a conversão de nível.Em segundo lugar, vamos analisar a situação em que os dados são enviados de 5V para 3,3V. Quando o terminal UART2_TX está em nível alto, tanto o MOSFET Q2 quanto o diodo de corpo estão em corte, e o UART1_RX é mantido em nível alto por R3. Quando o UART2_TX emite um nível baixo, o MOSFET não conduz, mas o diodo de corpo do MOSFET leva o UART1_RX para um nível baixo. Nesse ponto, Vgs é maior que a tensão de ativação, e o MOSFET conduz, reduzindo ainda mais a tensão do UART1_RX.Os MOSFETs também podem ser substituídos por transistores.A vantagem dessa solução é o seu baixo custo, enquanto a desvantagem é que a taxa de transmissão de dados geralmente não pode exceder 400 kbps.3. Utilizando resistores para divisão de tensão para converter níveisEsta solução utiliza apenas um tipo de componente - resistores, conforme mostrado na figura abaixo. Quando o módulo de nível 3,3V envia dados para a direita, ele passa apenas pelo resistor limitador de corrente, e o nível na extremidade receptora do cliente está dentro da faixa. Quando o cliente de nível 5V envia dados para a esquerda, ele usa dois resistores para dividir a tensão, e a tensão na extremidade receptora à esquerda é 5V * 2K / (1K + 2K) ≈ 3,3V.A vantagem dessa solução é o custo extremamente baixo e a facilidade de layout para placas de circuito impresso. A desvantagem é a baixa capacidade de transmissão, que impede atingir velocidades muito altas. Geralmente, a taxa de transmissão aplicada dessa forma não ultrapassa 100 kbps.

Obtenha rapidamente as informações do produto em um minuto. No campo da automação industrial e monitoramento inteligente, a coleta precisa de dados e a análise confiável do status dos equipamentos são fundamentais para garantir a segurança e a eficiência da produção. ACM1000 digital sensor de vibração MEMS lançado por Micro-Magic IncTornou-se uma escolha ideal na área de monitoramento de vibrações devido à sua alta precisão, saída multiparamétrica e forte adaptabilidade ambiental. O ACM1000 adota um sensor MEMS triaxial de baixo ruído, baixa deriva e baixo consumo de energia, com características de alta frequência e baixo ruído, sendo particularmente adequado para aplicações de medição de vibração de alta resolução. Ele pode detectar falhas em máquinas o mais cedo possível em aplicações de monitoramento do estado do equipamento. O produto não só apresenta excelente desempenho, como também possui consumo de energia extremamente baixo. Além disso, este sensor pode fornecer medições de inclinação precisas e confiáveis ​​em ambientes de alto impacto e alta vibração, sem causar saturação do sensor. Os principais aspectos do produto ACM1000 incluem:1.medição integrada de múltiplos parâmetrosO ACM1000 pode fornecer simultaneamente dados de velocidade de vibração (0-50 mm/s), ângulo de vibração (0-180°), amplitude (deslocamento de 0-30 mm), frequência de vibração (1-100 Hz) e temperatura em três eixos (X, Y, Z), atendendo plenamente aos requisitos de monitoramento do estado de vibração do equipamento.2.Alta precisão e baixo ruídoAo utilizar tecnologia de filtragem digital e sensores capacitivos de silício monocristalino, a interferência de ruído é efetivamente reduzida, e a precisão da medição atinge: Velocidade de vibração: ±1mm/s; Ângulo de vibração: ±0,001°/s; Deslocamento de vibração: ± 0,001mm.3.Design durável de nível industrialAmpla faixa de temperatura (-40℃ a +85℃), adequada para ambientes extremos. Resistente a impactos de até 20.000 g e vibrações de até 10 g/ms, atendendo aos requisitos de cenários industriais severos. Tempo médio entre falhas ≥ 45.000 horas para garantir a operação estável e confiável do sistema.4.Configuração flexível e fácil integraçãoSuporta múltiplas interfaces como RS232/RS485/TTL/RS422/CAN, compatível com o protocolo Modbus. Permite configurar códigos de endereço (0x01~0xFF), suportando redes com múltiplos sensores e possibilitando monitoramento multiponto. Possui base magnética integrada e furos para montagem com parafusos, facilitando a instalação. Monitore com precisão cada vibração, previna problemas antes que eles ocorram e ajude a aprimorar a inteligência industrial. Escolha o ACM1000 Equipe seu equipamento com o "Olho Inteligente"!  ACM-1000Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado. --