APLICAÇÕES

Pontos-chaveProduto: Sistema de Navegação Inercial Puro (INS) Baseado em IMUPrincipais recursos:Componentes: Usa acelerômetros e giroscópios MEMS para medição em tempo real de aceleração e velocidade angular.Função: Integra dados de posição e atitude iniciais com medições IMU para calcular posição e atitude em tempo real.Aplicações: Ideal para navegação interna, aeroespacial, sistemas autônomos e robótica.Desafios: Resolve erros de sensores, desvios cumulativos e impactos ambientais dinâmicos com métodos de calibração e filtragem.Conclusão: Fornece posicionamento preciso em ambientes desafiadores, com desempenho robusto quando combinado com sistemas auxiliares de posicionamento como GPS. O cálculo de posição de dados inerciais puros (IMU) é uma tecnologia de posicionamento comum. Ele calcula o objeto alvo em tempo real usando as informações de aceleração e velocidade angular obtidas pela Unidade de Medição Inercial (IMU), combinadas com as informações de posição inicial e atitude. posição. Este artigo apresentará os princípios, cenários de aplicação e alguns desafios técnicos relacionados ao cálculo de posição de dados de navegação inercial puro.1. Princípio de cálculo de posição baseado em dados de navegação inerciais purosO cálculo de posição de dados de navegação inercial puro é um método de posicionamento baseado no princípio da medição inercial. IMU é um sensor que integra um acelerômetro e um giroscópio. Medindo a aceleração e a velocidade angular do objeto alvo em três direções, as informações de posição e atitude do objeto alvo podem ser derivadas.No cálculo de posição de dados de navegação inercial puro, primeiro é necessário obter as informações de posição inicial e atitude do objeto alvo. Isto pode ser conseguido através da introdução de outros sensores (como GPS, bússola, etc.) ou calibração manual. A posição inicial e as informações de atitude desempenham um papel importante no processo de solução. Eles fornecem um ponto de partida para que os dados de aceleração e velocidade angular medidos pela IMU possam ser convertidos no deslocamento real e nas mudanças de atitude do objeto alvo.Então, com base nos dados de aceleração e velocidade angular medidos pela IMU, combinados com as informações de posição inicial e atitude, integração numérica ou algoritmos de filtragem podem ser usados para calcular a posição do objeto alvo em tempo real. O método de integração numérica obtém a velocidade e o deslocamento do objeto alvo discretizando e integrando os dados de aceleração e velocidade angular. O algoritmo de filtragem usa métodos como filtragem de Kalman ou filtragem de Kalman estendida para filtrar os dados medidos pela IMU para obter a estimativa de posição e atitude do objeto alvo.2. Cenários de aplicação de cálculo de posição de dados de navegação inercial puroO cálculo de posição baseado em dados de navegação inercial puro é amplamente utilizado em muitos campos. Entre eles, a navegação interna é um dos cenários típicos de aplicação para cálculo de posição de dados de navegação inercial puro. Em ambientes internos, os sinais GPS geralmente não conseguem alcançar, e o cálculo puro da posição dos dados de navegação inercial pode usar os dados medidos pela IMU para obter o posicionamento preciso dos objetos alvo em ambientes internos. Isto é de grande importância em áreas como direção autônoma e robôs de navegação interna.O cálculo de posição de dados de navegação inercial puro também pode ser usado no campo aeroespacial. Em aeronaves, uma vez que o sinal GPS pode sofrer interferência em grandes altitudes ou longe do solo, o cálculo de posição de dados de navegação inercial puro pode ser usado como método de posicionamento de backup. Ele pode calcular a posição e atitude da aeronave em tempo real através dos dados medidos pelo IMU, e fornecê-los ao sistema de controle de voo para estabilização de atitude e planejamento de trajetória de voo.3. Desafios do cálculo de posição usando dados de navegação inercial purosO cálculo da posição baseado em dados de navegação inercial puro ainda enfrenta alguns desafios em aplicações práticas. Em primeiro lugar, o próprio sensor IMU apresenta erros e ruídos, o que afetará a precisão do posicionamento. Para melhorar a precisão da solução, o sensor IMU precisa ser calibrado e compensado por erros, e um algoritmo de filtragem apropriado é usado para reduzir o erro.O cálculo da posição baseado em dados de navegação inercial puros está sujeito a erros cumulativos durante movimentos de longo prazo. Devido às características da operação de integração, mesmo que a precisão da medição do sensor IMU seja alta, a integração a longo prazo levará ao acúmulo de erros de posicionamento. Para resolver este problema, outros meios de posicionamento (como GPS, sensores visuais, etc.) podem ser introduzidos para posicionamento auxiliar, ou um método de navegação inercial fortemente acoplado pode ser utilizado.O cálculo da posição baseado em dados de navegação inercial puro também precisa considerar o impacto do ambiente dinâmico. Num ambiente dinâmico, o objeto alvo pode ser afetado por forças externas, causando desvios nos dados medidos pela IMU. Para melhorar a robustez da solução, os efeitos dos ambientes dinâmicos podem ser compensados através de métodos como estimativa de movimento e calibração dinâmica.ResumirO cálculo de posição de dados inerciais puros é um método de posicionamento baseado na medição IMU. Ao adquirir dados de aceleração e velocidade angular, combinados com informações de posição inicial e atitude, a posição e atitude do objeto alvo são calculadas em tempo real. Possui amplas aplicações em navegação interna, aeroespacial e outros campos. No entanto, o cálculo da posição dos dados de navegação inercial puro também enfrenta desafios como erro de calibração, erro cumulativo e ambiente dinâmico. A fim de melhorar a precisão e robustez da solução, devem ser adotados métodos de calibração apropriados, algoritmos de filtragem e métodos auxiliares de posicionamento. O MEMS IMU desenvolvido independentemente pela Micro-Magic Inc tem precisão relativamente alta, como UF300A e UF300B, que têm maior precisão e são produtos de nível de navegação. Se você quiser saber mais sobre a IMU, entre em contato com nossos técnicos profissionais o mais rápido possível. UF300Unidade de medição inercial miniaturizada de alta precisão Unidade de medição inercial de fibra óptica -

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de fibra óptica baseado em chip óptico integradoPrincipais recursos:Componentes: Usa um chip óptico integrado que combina funções como luminescência, divisão de feixe, modulação e detecção em uma plataforma de filme fino de niobato de lítio (LNOI).Função: Alcança a integração “multi-em-um” de funções de caminho óptico não sensíveis, reduzindo o tamanho e os custos de produção, ao mesmo tempo que melhora a polarização e a modulação de fase para um desempenho preciso do giroscópio.Aplicações: Adequado para posicionamento, navegação, controle de atitude e medição de inclinação de poços de petróleo.Otimização: Melhorias adicionais na taxa de extinção de polarização, potência de emissão e eficiência de acoplamento podem aumentar a estabilidade e a precisão.Conclusão: Este design integrado abre caminho para giroscópios de fibra óptica miniaturizados e de baixo custo, atendendo à crescente demanda por soluções de navegação inercial compactas e confiáveis.Com as vantagens de estado totalmente sólido, alto desempenho e design flexível, o giroscópio de fibra óptica tornou-se o giroscópio inercial convencional, que é amplamente utilizado em muitos campos, como posicionamento e navegação, controle de atitude e medição de inclinação de poços de petróleo. Sob a nova situação, a nova geração de sistemas de navegação inercial está se desenvolvendo em direção à miniaturização e ao baixo custo, o que apresenta requisitos cada vez mais elevados para o desempenho abrangente do giroscópio, como volume, precisão e custo. Nos últimos anos, o giroscópio ressonador hemisférico e o giroscópio MEMS desenvolveram-se rapidamente com a vantagem do tamanho pequeno, o que tem um certo impacto no mercado de giroscópios de fibra óptica. O principal desafio da redução do volume do giroscópio óptico tradicional é a redução do volume do caminho óptico. No esquema tradicional, a rota óptica do giroscópio de fibra óptica é composta por vários dispositivos ópticos discretos, cada um dos quais é realizado com base em diferentes princípios e processos e possui embalagem e pigtail independentes. Como resultado, o volume do dispositivo da técnica anterior está próximo do limite de redução e é difícil suportar a redução adicional do volume do giroscópio de fibra óptica. Portanto, é urgente explorar novas soluções técnicas para realizar a integração eficaz de diferentes funções do caminho óptico, reduzir significativamente o volume do caminho giroscópio óptico, melhorar a compatibilidade do processo e reduzir o custo de produção do dispositivo.Com o desenvolvimento da tecnologia de circuito integrado de semicondutores, a tecnologia óptica integrada alcançou gradualmente avanços, e o tamanho do recurso foi continuamente reduzido, e entrou no nível micro e nano, o que promoveu muito o desenvolvimento técnico de chips ópticos integrados, e tem tem sido aplicado em comunicação óptica, computação óptica, detecção óptica e outros campos. A tecnologia óptica integrada fornece uma solução técnica nova e promissora para a miniaturização e baixo custo do caminho giroscópio de fibra óptica.1 Projeto de esquema de chip óptico integrado1.1 Projeto GeralA fonte de luz de roteamento óptico tradicional (SLD ou ASE), acoplador cônico de fibra (referido como “acoplador”), modulador de fase de guia de onda de ramificação Y (referido como “modulador de guia de onda Y”), detector, anel sensível (anel de fibra). Entre eles, o anel sensível é a unidade central da taxa angular sensível, e seu tamanho de volume afeta diretamente a precisão do giroscópio.Propomos um chip integrado híbrido, que consiste em um componente de fonte de luz, um componente multifuncional e um componente de detecção através de integração híbrida. Dentre eles, a parte da fonte de luz é um componente independente, composto por chip SLD, componente de colimação de isolamento e componentes periféricos como dissipador de calor e resfriador de semicondutores. O módulo de detecção consiste em um chip de detecção e um chip amplificador de transresistência. O módulo multifuncional é o corpo principal do chip integrado híbrido, que é realizado com base no chip de filme fino de niobato de lítio (LNOI) e inclui principalmente guia de ondas óptico, conversão de modo local, polarizador, divisor de feixe, atenuador de modo, modulador e outros on- estruturas de chips. O feixe emitido pelo chip SLD é transmitido para o guia de ondas LNOI após isolamento e colimação.O polarizador desvia a luz de entrada e o atenuador de modo atenua o modo não funcional. Depois que o divisor de feixe divide o feixe e o modulador modula a fase, o chip de saída entra no anel sensível e na taxa angular sensível. A intensidade da luz é capturada pelo chip detector e a saída fotoelétrica gerada flui através do chip amplificador de transresistência para o circuito de desmodulação.O chip óptico integrado híbrido tem as funções de luminescência, divisão de feixe, combinação de feixe, deflexão, modulação, detecção, etc. Ele realiza a integração “multi-em-um” de funções não sensíveis do caminho óptico giroscópio. Os giroscópios de fibra óptica dependem da taxa angular sensível do feixe coerente com alto grau de polarização, e o desempenho da polarização afeta diretamente a precisão dos giroscópios. O próprio modulador de guia de onda Y tradicional é um dispositivo integrado, que tem as funções de deflexão, divisão de feixe, combinação de feixe e modulação. Graças aos métodos de modificação de materiais, como troca de prótons ou difusão de titânio, os moduladores de guia de ondas Y têm capacidade de deflexão extremamente alta. No entanto, os materiais de película fina precisam levar em consideração os requisitos de tamanho, integração e capacidade de deflexão, que não podem ser atendidos por métodos de modificação de material. Por outro lado, o campo de modo do guia de ondas óptico de filme fino é muito menor do que o do guia de ondas óptico de material a granel, resultando em mudanças na distribuição do campo eletrostático e nos parâmetros do índice eletrorrefrativo, e a estrutura do eletrodo precisa ser redesenhada. Portanto, o polarizador e o modulador são os principais pontos de design do chip “tudo em um”.1.2 Projeto EspecíficoAs características de polarização são obtidas por polarização estrutural, e um polarizador no chip é projetado, que consiste em um guia de ondas curvo e um guia de ondas retoAcordado. O guia de ondas curvo pode limitar a diferença entre o modo de transmissão e o modo de não transmissão e obter o efeito de polarização de modo. A perda de transmissão do modo de transmissão é reduzida definindo o deslocamento.As características de transmissão do guia de ondas óptico são afetadas principalmente pela perda de espalhamento, vazamento de modo, perda de radiação e perda de incompatibilidade de modo. Teoricamente, a perda de espalhamento e o vazamento de modo de pequenos guias de onda curvos são pequenos, limitados principalmente pelo processo tardio. No entanto, a perda de radiação dos guias de onda curvos é inerente e tem efeitos diferentes em modos diferentes. As características de transmissão do guia de ondas curvo são afetadas principalmente pela perda de incompatibilidade de modo, e há sobreposição de modo na junção do guia de onda reto e do guia de onda curvo, resultando em um aumento acentuado na dispersão de modo. Quando a onda de luz é transmitida para o guia de ondas polarizado, devido à existência de curvatura, o índice de refração efetivo do modo de onda de luz é diferente na direção vertical e na direção paralela, e a restrição do modo é diferente, o que resulta em atenuação diferente efeitos para os modos TE e TM.Portanto, é necessário projetar os parâmetros do guia de ondas de flexão para obter o desempenho de deflexão. Entre eles, o raio de curvatura é o parâmetro chave do guia de ondas de curvatura. A perda de transmissão sob diferentes raios de curvatura e a comparação de perdas entre diferentes modos são calculadas pelo solucionador de modo próprio FDTD. Os resultados calculados mostram que a perda do guia de ondas diminui com o aumento do raio em pequenos raios de curvatura. Com base nisso, a relação entre a propriedade de polarização (proporção do modo TE para o modo TM) e o raio de curvatura é calculada, e a propriedade de polarização é inversamente proporcional ao raio de curvatura. A determinação do raio de curvatura do polarizador on-chip deve considerar o cálculo teórico, os resultados da simulação, a capacidade tecnológica e a demanda real.O domínio de tempo de diferença finita (FDTD) é usado para simular o campo de luz transmitido do polarizador no chip. O modo TE pode passar pela estrutura do guia de ondas com baixa perda, enquanto o modo TM pode produzir atenuação de modo óbvio, de modo a obter luz polarizada com alta taxa de extinção. Ao aumentar o número de guias de onda em cascata, a taxa de extinção da relação de extinção de polarização pode ser melhorada ainda mais, e um desempenho melhor que a taxa de extinção de polarização de -35dB pode ser obtido na escala de mícron. Ao mesmo tempo, a estrutura do guia de ondas no chip é simples e é fácil realizar a fabricação de baixo custo do dispositivo.2 Verificação de desempenho do chip óptico integradoO chip principal LNOI do chip óptico integrado é uma amostra não fatiada gravada com múltiplas estruturas de chip, e o tamanho de um único chip principal LNOI é 11 mm × 3 mm. O teste de desempenho do chip óptico integrado inclui principalmente a medição da razão espectral, razão de extinção de polarização e tensão de meia onda.Com base no chip óptico integrado, é construído um protótipo de giroscópio e realizado o teste de desempenho do chip óptico integrado. Desempenho de polarização zero estática de um protótipo de giroscópio baseado em chip óptico integrado em uma base isolada sem vibração em temperatura ambiente. baseado em conjuntoO giroscópio formado em chip óptico tem um longo desvio no segmento de inicialização, que é causado principalmente pela característica de inicialização da fonte de luz e pela grande perda de link óptico. No teste de 90 minutos, a estabilidade de polarização zero do giroscópio é de 0,17°/h (10s). Comparado com o giroscópio baseado em dispositivos discretos tradicionais, o índice de estabilidade de polarização zero se deteriora em uma ordem de grandeza, indicando que o chip óptico integrado precisa ser otimizado ainda mais. Principais direções de otimização: melhorar a taxa de extinção de polarização do chip, melhorar a potência luminosa do chip emissor de luz, melhorar a eficiência do acoplamento final do chip e reduzir a perda geral do chip integrado.3 ResumoPropomos um chip óptico integrado baseado em LNOI, que pode realizar a integração de funções não sensíveis, como luminescência, divisão de feixe, combinação de feixe, deflexão, modulação e detecção. A estabilidade de polarização zero do protótipo de giroscópio baseado no chip óptico integrado é de 0,17°/h. Comparado com os dispositivos discretos tradicionais, o desempenho do chip ainda apresenta uma certa lacuna, que precisa ser ainda mais otimizado e melhorado. Exploramos preliminarmente a viabilidade de funções de caminho óptico totalmente integradas, exceto o anel, que pode maximizar o valor da aplicação do chip óptico integrado no giroscópio e atender às necessidades de desenvolvimento de miniaturização e baixo custo do giroscópio de fibra óptica.GF50Giroscópio de fibra óptica padrão militar de precisão média de eixo único GF60Taxa angular Imu do giroscópio da fibra ótica da baixa potência do giroscópio da fibra da única linha central para a navegação 

Pontos-chaveProduto: MEMS Giroscópio Borehole North Finding SystemPrincipais recursos:Componentes: Emprega giroscópios MEMS para busca ao norte, apresentando tamanho compacto, baixo custo e alta resistência a choques.Função: Utiliza um método aprimorado de duas posições (90° e 270°) e correção de atitude em tempo real para determinação precisa do norte.Aplicações: Otimizado para sistemas de perfuração de fundo de poço em ambientes subterrâneos complexos.Fusão de dados: Combina dados do giroscópio com correções locais de declinação magnética para cálculo do norte verdadeiro, garantindo uma navegação precisa durante a perfuração.Conclusão: Oferece capacidades de localização do norte precisas, confiáveis e independentes, ideais para poços e aplicações similares.O novo giroscópio MEMS é uma espécie de giroscópio inercial de estrutura simples, que apresenta as vantagens de baixo custo, tamanho reduzido e resistência a altas vibrações de choque. O giroscópio inercial de busca do norte pode completar o norte independente buscando todas as condições climáticas sem restrições externas e pode alcançar rapidez, alta eficiência, alta precisão e trabalho contínuo. Com base nas vantagens do giroscópio MEMS, o giroscópio MEMS é muito adequado para o sistema de localização norte de fundo de poço. Este artigo descreve a pesquisa de fusão segmentada do sistema de localização norte do poço giroscópio MEMS. A seguir, será apresentada a descoberta aprimorada do norte de duas posições, o esquema de descoberta do norte de fusão do poço giroscópio MEMS e a determinação do valor da descoberta do norte.Melhor localização do norte em duas posiçõesO esquema estático de busca ao norte de duas posições geralmente seleciona 0° e 180° como as posições inicial e final da busca ao norte. Após repetidos experimentos, a velocidade angular de saída do giroscópio é coletada e o ângulo final de busca ao norte é obtido combinando a latitude local. O experimento adotou o método de duas posições a cada 10°, coletando 360° da plataforma giratória, e um total de 36 conjuntos de dados foram coletados. Depois de calcular a média de cada conjunto de dados, os valores medidos da solução foram mostrados na Figura 1 abaixo.Figura 1 Curva de ajuste da saída do giroscópio de 0 a 360°Como pode ser visto na Figura 1, a curva de ajuste de saída é uma curva de cosseno, mas os dados experimentais e os ângulos ainda são pequenos e os resultados experimentais carecem de precisão. Experimentos repetidos foram conduzidos, e o ângulo de aquisição foi estendido para 0 ~ 660°, e o método de duas posições foi conduzido a cada 10° a partir de 0°, e os resultados dos dados foram mostrados na Figura 2. A tendência da imagem é cosseno curva, e há diferenças óbvias na distribuição dos dados. Na crista e no vale da curva cosseno, a distribuição dos pontos de dados é dispersa e o grau de ajuste à curva é baixo, enquanto no local com a maior inclinação da curva, o ajuste dos pontos de dados à curva é mais óbvio.Figura 2 Curva de ajuste da saída do giroscópio em duas posições 0~660°Combinado com a relação entre a amplitude de saída do azimute e do giroscópio na Figura 3, pode-se concluir que o ajuste dos dados é melhor quando o norte de duas posições é adotado em 90° e 270°, indicando que é mais fácil e preciso detectar o ângulo norte na direção leste-oeste. Portanto, 90°, 270°, em vez de 0° e 180°, são usados neste artigo como o norte de duas posições buscando posições de aquisição de saída do giroscópio.Figura 3 Relação entre a amplitude de saída do azimute e do giroscópioFusão de poço de giroscópio MEMS NorthfindingQuando o giroscópio MEMS é usado no sistema de localização norte do poço, ele se depara com um ambiente complexo e haverá ângulo de atitude variável com a perfuração da broca, então a solução do ângulo norte se torna muito mais complicada. Nesta seção, com base no aprimoramento do esquema de localização do norte de duas posições na seção anterior, é proposto um método para obter o ângulo de atitude controlando a rotação de acordo com as informações dos dados de saída, e o ângulo incluído com o norte é obtido. O fluxograma específico é mostrado na Figura 4.O giroscópio MEMS é transmitido ao computador superior através da interface de dados RS232. Conforme mostrado na Figura 4, após o ângulo norte inicial ser obtido pela busca do norte nas duas posições, a próxima etapa de perfuração durante a perfuração é realizada. Depois de receber instruções do norte, o trabalho de perfuração é interrompido. A saída do ângulo de atitude do giroscópio MEMS é coletada e transmitida ao computador superior. A rotação do sistema de busca ao norte do poço é controlada pela informação do Ângulo de atitude, e o Ângulo de rotação e o Ângulo de inclinação são ajustados para 0. O Ângulo de rumo neste momento é o Ângulo entre o eixo sensível e a direção norte magnética.Neste esquema, o ângulo entre o giroscópio MEMS e a direção norte verdadeira pode ser obtido em tempo real através da coleta de informações de ângulo de atitude.Figura 4 Fluxograma de localização do norte de fusãoO valor de busca do norte é determinadoNo esquema de descoberta do norte de fusão, a descoberta aprimorada do norte de duas posições foi realizada no giroscópio MEMS. Após a conclusão da descoberta do norte, a posição norte inicial foi obtida, o ângulo de rumo θ foi registrado e o estado de atitude inicial foi (0,0,θ), conforme mostrado na Figura 5 (a). Quando a broca está perfurando, o ângulo de atitude do giroscópio muda, e o ângulo de rotação e o ângulo de inclinação são regulados pela mesa rotativa, conforme mostrado na Figura 5 (b).Conforme mostrado na Figura 5 (b), ao perfurar a broca, o sistema recebe as informações do ângulo de atitude do instrumento de atitude e precisa avaliar os tamanhos do ângulo de rotação γ 'e do ângulo de inclinação β' e girá-los por meio do controle de rotação sistema para fazê-los girar para 0. Neste momento, os dados do ângulo do rumo de saída são o ângulo entre o eixo sensível e a direção norte magnética. O ângulo entre o eixo sensível e a direção norte verdadeiro deve ser obtido de acordo com a relação entre o norte magnético e a direção norte verdadeiro, e o ângulo norte verdadeiro deve ser obtido combinando o ângulo de declinação magnética local. A solução é a seguinte:θ’=Φ-∆φNa fórmula acima, θ 'broca e o ângulo de direção norte verdadeiro, ∆φ é o ângulo de declinação magnética local, Φ é a broca e o ângulo norte magnético.Figura 5 Mudança de atitude inicial e de perfuração ÂnguloO valor de busca do norte é determinadoNeste capítulo, o esquema de localização do norte do sistema subterrâneo de localização do norte do giroscópio MEMS é estudado. Com base no esquema de localização norte de duas posições, é proposto um esquema melhorado de localização norte de duas posições com 90° e 270° como posições iniciais. Com o progresso contínuo do giroscópio MEMS, o giroscópio MEMS em busca do norte pode alcançar uma descoberta independente do norte, como MG2-101, sua faixa de medição dinâmica é de 100°/s, pode funcionar no ambiente de -40 ° C ~+85 ° C , sua instabilidade de polarização é de 0,1°/h e o passeio aleatório da velocidade angular é de 0,005°/√h.Espero que você possa entender o esquema de localização do norte do giroscópio MEMS por meio deste artigo e espero discutir questões profissionais com você. MG502Giroscópio MEMS MG502  

Pontos-chaveProduto: Sistema de Navegação Inercial Puro (INS) Baseado em IMUPrincipais recursos:Componentes: Usa acelerômetros e giroscópios MEMS para medição em tempo real de aceleração e velocidade angular.Função: Integra dados de posição e atitude iniciais com medições IMU para calcular posição e atitude em tempo real.Aplicações: Ideal para navegação interna, aeroespacial, sistemas autônomos e robótica.Desafios: Resolve erros de sensores, desvios cumulativos e impactos ambientais dinâmicos com métodos de calibração e filtragem.Conclusão: Fornece posicionamento preciso em ambientes desafiadores, com desempenho robusto quando combinado com sistemas auxiliares de posicionamento como GPS. A lei do desvio constante do instrumento com a temperatura de um giroteodolito é um fenômeno complexo, que envolve a interação de múltiplos componentes e sistemas dentro do instrumento. A constante do instrumento refere-se ao valor de referência de medição do giro-teodolito sob condições específicas. É crucial garantir a precisão e a estabilidade da medição.As mudanças de temperatura causarão o desvio das constantes do instrumento, principalmente porque as diferenças nos coeficientes de expansão térmica dos materiais causam mudanças na estrutura do instrumento, e o desempenho dos componentes eletrônicos muda com as mudanças de temperatura. Esse padrão de deriva costuma ser não linear porque diferentes materiais e componentes respondem de maneira diferente à temperatura.Para estudar o desvio das constantes do instrumento de um giroteodolito com a temperatura, geralmente é necessária uma série de experimentos e análises de dados. Isso inclui calibrar e medir o instrumento em diferentes temperaturas, registrar alterações nas constantes do instrumento e analisar a relação entre a temperatura e as constantes do instrumento.Através da análise de dados experimentais, a tendência das constantes do instrumento mudarem com a temperatura pode ser encontrada, e uma tentativa pode ser feita para estabelecer um modelo matemático para descrever esta relação. Tais modelos podem ser baseados em regressão linear, ajuste polinomial ou outros métodos estatísticos e são usados para prever e compensar desvios nas constantes do instrumento em diferentes temperaturas.Compreender o desvio das constantes do instrumento de um giroteodolito com a temperatura é muito importante para melhorar a precisão e a estabilidade da medição. Ao tomar medidas de compensação correspondentes, como controle de temperatura, calibração e processamento de dados, o impacto da temperatura nas constantes do instrumento pode ser reduzido, melhorando assim o desempenho de medição do giroteodolito.Deve-se notar que as regras específicas de desvio e os métodos de compensação podem variar dependendo dos diferentes modelos de giroteodolito e cenários de aplicação. Portanto, em aplicações práticas, medidas correspondentes precisam ser estudadas e implementadas de acordo com situações específicas.O estudo do padrão de deriva das constantes do instrumento do giroteodolito com a temperatura geralmente envolve monitorar e analisar o desempenho do instrumento sob diferentes condições de temperatura.O objetivo de tal pesquisa é entender como as mudanças na temperatura afetam as constantes do instrumento de um giroteodolito e possivelmente encontrar uma maneira de compensar ou corrigir esse efeito de temperatura.Constantes instrumentais geralmente se referem às propriedades inerentes de um instrumento sob condições específicas, como temperatura padrão. Para o giro-teodolito, as constantes do instrumento podem estar relacionadas à sua precisão de medição, estabilidade, etc.Quando a temperatura ambiente muda, as propriedades do material, a estrutura mecânica, etc. dentro do instrumento podem mudar, afetando assim as constantes do instrumento.Para estudar esse padrão de deriva, geralmente são necessárias as seguintes etapas:Selecione uma faixa de diferentes pontos de temperatura para cobrir os ambientes operacionais que um teodolito giroscópico pode encontrar.Faça múltiplas medições direcionais em cada ponto de temperatura para obter amostras de dados suficientes.Analise os dados e observe a tendência das constantes do instrumento em função da temperatura.Tente construir um modelo matemático para descrever essa relação, como regressão linear, ajuste polinomial, etc.Use este modelo para prever constantes do instrumento em diferentes temperaturas e possivelmente desenvolver métodos para compensar os efeitos da temperatura.Um modelo matemático pode ser assim:K (T) = a + b × T + c × T ^ 2 +…Entre eles, K(T) é a constante do instrumento na temperatura T, e a, b, c, etc. são os coeficientes a serem ajustados.Este tipo de pesquisa é de grande importância para melhorar o desempenho do giro-teodolito sob diferentes condições ambientais.Deve-se notar que métodos de pesquisa e modelos matemáticos específicos podem variar dependendo de modelos de instrumentos específicos e cenários de aplicação.ResumirA lei do desvio constante do instrumento com a temperatura de um giroteodolito é um fenômeno complexo, que envolve a interação de múltiplos componentes e sistemas dentro do instrumento. A constante do instrumento refere-se ao valor de referência de medição do giro-teodolito sob condições específicas. É crucial garantir a precisão e a estabilidade da medição.As mudanças de temperatura causarão o desvio das constantes do instrumento, principalmente porque as diferenças nos coeficientes de expansão térmica dos materiais causam mudanças na estrutura do instrumento, e o desempenho dos componentes eletrônicos muda com as mudanças de temperatura. Esse padrão de deriva costuma ser não linear porque diferentes materiais e componentes respondem de maneira diferente à temperatura.Para estudar o desvio das constantes do instrumento de um giroteodolito com a temperatura, geralmente é necessária uma série de experimentos e análises de dados. Isso inclui calibrar e medir o instrumento em diferentes temperaturas, registrar alterações nas constantes do instrumento e analisar a relação entre a temperatura e as constantes do instrumento.Através da análise de dados experimentais, a tendência das constantes do instrumento mudarem com a temperatura pode ser encontrada, e uma tentativa pode ser feita para estabelecer um modelo matemático para descrever esta relação. Tais modelos podem ser baseados em regressão linear, ajuste polinomial ou outros métodos estatísticos e são usados para prever e compensar desvios nas constantes do instrumento em diferentes temperaturas.Compreender o desvio das constantes do instrumento de um giroteodolito com a temperatura é muito importante para melhorar a precisão e a estabilidade da medição. Ao tomar medidas de compensação correspondentes, como controle de temperatura, calibração e processamento de dados, o impacto da temperatura nas constantes do instrumento pode ser reduzido, melhorando assim o desempenho de medição do giroteodolito.Deve-se notar que as regras específicas de desvio e os métodos de compensação podem variar dependendo dos diferentes modelos de giroteodolito e cenários de aplicação. Portanto, em aplicações práticas, medidas correspondentes precisam ser estudadas e implementadas de acordo com situações específicas.O estudo do padrão de deriva das constantes do instrumento do giroteodolito com a temperatura geralmente envolve monitorar e analisar o desempenho do instrumento sob diferentes condições de temperatura.O objetivo de tal pesquisa é entender como as mudanças na temperatura afetam as constantes do instrumento de um giroteodolito e possivelmente encontrar uma maneira de compensar ou corrigir esse efeito de temperatura.Constantes instrumentais geralmente se referem às propriedades inerentes de um instrumento sob condições específicas, como temperatura padrão. Para o giro-teodolito, as constantes do instrumento podem estar relacionadas à sua precisão de medição, estabilidade, etc.Quando a temperatura ambiente muda, as propriedades do material, a estrutura mecânica, etc. dentro do instrumento podem mudar, afetando assim as constantes do instrumento.Para estudar esse padrão de deriva, geralmente são necessárias as seguintes etapas:Selecione uma faixa de diferentes pontos de temperatura para cobrir os ambientes operacionais que um teodolito giroscópico pode encontrar.Faça múltiplas medições direcionais em cada ponto de temperatura para obter amostras de dados suficientes.Analise os dados e observe a tendência das constantes do instrumento em função da temperatura.Tente construir um modelo matemático para descrever essa relação, como regressão linear, ajuste polinomial, etc.Use este modelo para prever constantes do instrumento em diferentes temperaturas e possivelmente desenvolver métodos para compensar os efeitos da temperatura.Um modelo matemático pode ser assim:K (T) = a + b × T + c × T ^ 2 +…Entre eles, K(T) é a constante do instrumento na temperatura T, e a, b, c, etc. são os coeficientes a serem ajustados.Este tipo de pesquisa é de grande importância para melhorar o desempenho do giro-teodolito sob diferentes condições ambientais.Deve-se notar que métodos de pesquisa e modelos matemáticos específicos podem variar dependendo de modelos de instrumentos específicos e cenários de aplicação. MG502Giroscópio MEMS MG502  

Pontos-chaveProduto: NF1000 Gyro North FinderPrincipais recursos:Componentes: Utiliza um giroscópio e um acelerômetro flexível de quartzo em um sistema de amarração para medição precisa do azimute.Função: Fornece orientação e busca do norte em tempo real e sob qualquer condição climática, calculando o azimute e o ângulo de inclinação para aplicações como perfuração direcional.Aplicações: Ideal para operações militares, exploração de petróleo e gás e projetos de engenharia em espaços confinados.Design compacto: Tamanho: Φ31,8 x 85 mm, Peso: 400g, oferecendo maior portabilidade e adaptabilidade.Desempenho: Recursos avançados como compensação de inclinação e autoalinhamento garantem orientação precisa e confiável em ambientes difíceis.Conclusão: O NF1000 oferece busca e orientação rápida e precisa do norte, tornando-o uma ferramenta valiosa para perfuração direcional, navegação militar e outras aplicações de engenharia.Na orientação militar e civil, o localizador norte é amplamente utilizado. Ele pode determinar o norte de forma estática para todos os climas, em todas as direções, rápido e em tempo real, de modo a determinar o azimute da transportadora, ou seja, o ângulo entre um eixo de referência da transportadora e a direção norte verdadeira, que é usado como referência de azimute para observação, mira e reinicialização do sistema de navegação. Ele também pode ser usado como referência para operações subterrâneas, como túneis e minas em aplicações militares, exigindo especialmente que o localizador giroscópio norte obtenha orientação rápida e precisa em um curto espaço de tempo.1.Princípios básicos da descoberta do norteO localizador do norte usa o giroscópio para calcular o ângulo entre a transportadora e a direção norte verdadeira. Este sistema usa um giroscópio e um acelerômetro flexível de quartzo para formar um sistema de amarração. O eixo sensível de um acelerômetro é paralelo ao eixo sensível do giroscópio. O outro é ao longo do plano horizontal giroscópio ortogonal e acelerômetro para formar um conjunto inercial em relação à base de instalação em torno do eixo vertical de acordo com o comando do sistema de controle rotação do conjunto em torno da rotação do eixo vertical duas posições podem ser resolvidas para medir o aceleração azimutal do conjunto inercial para compensar o componente vertical da velocidade angular de rotação da Terra.2. Tecnologia de perfuração de petróleoA perfuração e o desenvolvimento de petróleo são uma indústria de alto investimento, alto risco, alto retorno, tecnologia intensiva e capital intensivo, erros de tomada de decisão ou operacionais causarão enormes perdas económicas e sociais.Com a melhoria do nível de exploração de petróleo e gás em terra e no mar, os tipos de reservatórios de petróleo e gás tornaram-se complicados e diversificados, a proporção de reservatórios de petróleo e gás de permeabilidade baixa e ultrabaixa aumentou ano a ano, e o a profundidade do poço evoluiu de raso e médio profundo para profundo e até ultraprofundo. Os tipos de reservatórios de petróleo e gás são estendidos do convencional ao não convencional. O tipo sedimentar expandiu-se de continental para marinho. O trabalho de exploração e desenvolvimento entrou na fase de baixo, profundo e difícil, o que coloca novos desafios à exploração de petróleo e gás. Neste caso, o uso contínuo da tecnologia de poço vertical não atenderá às necessidades da perfuração moderna, então surgiu a tecnologia de perfuração direcional.A perfuração direcional sempre foi considerada “o processo e a ciência de desviar um poço em uma direção específica para perfurar até um alvo subterrâneo predeterminado”. Conforme mostrado pelo localizador norte direcional de perfuração, o ângulo de azimute e o ângulo de inclinação são dois parâmetros-chave para o posicionamento do furo de perfuração. Os principais índices de desempenho do giroscópio e do acelerômetro podem ser testados e calibrados automaticamente usando o software giroscópio localizador norte.Durante a construção da perfuração, a plataforma de perfuração chega ao local de perfuração designado. De acordo com o azimute e o ângulo de inclinação projetados, o operador predeterminou aproximadamente a orientação e o ângulo de inclinação da plataforma de perfuração e, em seguida, colocou o instrumento de localização do norte no local horizontal próximo ao local de perfuração para operação de busca do norte; Após a conclusão da descoberta do norte, o buscador do norte é colocado no trilho-guia da plataforma para exibir as informações atuais da atitude da plataforma (ângulo de inclinação e ângulo de azimute) e, em seguida, a atitude da plataforma é ajustada até que a plataforma atinja o ângulo de projeto.De acordo com os problemas que encontramos no processo de pesquisa de perfuração, lançamos um novo localizador norte em formato NF1000, especialmente para mineração de petróleo, perfuração direcional e outras aplicações de engenharia, que não só alcançou um avanço na aparência, mas também no volume e no peso. foi muito melhorado, seu tamanho é de apenas mm Φ31,8 x85 mm. O peso é de 400g, o que alcançou um grande avanço nos produtos inerciais tradicionais da série North Finder. Seu surgimento permite que mais engenheiros enfrentem ambientes de monitoramento de espaço mais difíceis e limitados.3. ResumoO buscador do norte da Micro-Magic Inc usa um sistema de amarração. Para o desvio de desvio zero e o erro aleatório do localizador norte, a empresa Micro-Magic Inc realizou muitas reformas técnicas de produtos. Atualmente, o mais recente buscador norte NF1000 não apenas realiza funções de compensação de inclinação e autoalinhamento, mas também pode ser usado na sonda. É facilitado um espaço de monitorização mais limitado. Se você estiver interessado neste produto, discuta-o conosco. NF1000Buscador norte dinâmico MEMS de alto desempenho inercial do sistema de navegação  

Pontos-chaveProduto: Sistema de navegação inercial North FinderPrincipais recursos:Componentes: Usa giroscópios e acelerômetros para fornecer medições inerciais precisas para funcionalidade de busca ao norte.Função: Determina com rapidez e precisão a direção norte em todas as condições climáticas, independente de sinais externos.Aplicações: Adequado para usos militares e civis que exigem orientação autônoma e resistente a interferências.Processamento de dados: Possui software avançado para coleta, processamento e correção de erros de atitude de dados de sensores.Modularidade: O software é modular para facilitar o desenvolvimento, testes e manutenção, permitindo atualizações flexíveis do sistema.O aparecimento do localizador norte é uma conquista importante no desenvolvimento da tecnologia de navegação inercial. É amplamente utilizado nos campos militar e civil, configurando sensores inerciais para formar um sistema de medição inercial de precisão, que pode detectar com precisão os parâmetros de posição relevantes do transportador e fornecer vários recursos de informação, como posição coordenada, orientação e atitude do transportador com outros equipamentos.O North Finder é um instrumento inercial, possui as vantagens gerais dos instrumentos inerciais, ou seja, utiliza o princípio de funcionamento da inércia, não depende de informações externas durante o trabalho, não irradia energia para o exterior, não estará sujeito à interferência inimiga no trabalho, não estará sujeito a substâncias de campo magnético e outras interferências ambientais, boa resistência ambiental, no desempenho ambiental de alta e baixa temperatura superior, é um sistema indicador de orientação autônomo. Ele pode determinar o norte com rapidez e precisão em um ambiente para qualquer clima.No hardware do localizador norte, a saída do sinal do sensor do giroscópio e do acelerômetro é filtrada, controlada e amplificada, e o sinal analógico é convertido em sinal digital pelo conversor A/D para o computador de controle do sistema de busca norte para cálculo e processamento.Pode-se dizer que o software do North Finder é a alma do sistema, sem o controle do software, o hardware do sistema é praticamente inútil e não consegue reproduzir seu desempenho. A parte do software controla o hardware de todo o sistema, define o valor inicial, coleta dados regularmente, interface de interação homem-computador e fornece interface serial e interface de comunicação de rede para realizar a troca de dados com o mundo exterior.O conteúdo principal do software north finder inclui duas partes: uma é o software de gerenciamento, que faz o hardware funcionar de acordo com o programa pré-determinado, como a inicialização de cada parte, o gerenciamento de interrupções no processo em execução, o gerenciamento de comunicação entre o sistema e a conexão externa; O segundo é o software de processamento de dados, que amostra as informações de cada sensor e processa os dados amostrados para evitar a saída do resultado da localização do norte.Suas principais tarefas são: 1. Inicialização do sistema: incluindo a seleção da posição inicial do sistema, o julgamento de fechamento de feedback do giroscópio, inicialização da amostragem A/D e assim por diante.2. Controle de transferência do sistema: o software controla o motor para girar de acordo com a posição predeterminada.3. Processamento de dados: amostragem A/D e pré-processamento de dados; Cálculo da matriz de atitude e correção de erros; Exibição e saída, etc. Essas tarefas estão interligadas no tempo e dependem do gerenciamento de interrupções para coordená-las.No projeto do North Finder, seguimos o princípio básico da modularidade, o programa é dividido em vários módulos, cada módulo define uma função, e então esses módulos juntos para formar um todo podem completar a função especificada. As vantagens de desenvolver módulos com funções independentes e sem muita interação entre módulos são mostradas principalmente em: primeiro, o software de implementação modular é relativamente fácil de desenvolver. Em segundo lugar, os módulos independentes são fáceis de testar e manter e podem ser facilmente modificados, substituídos ou inseridos em novos módulos quando necessário.A empresa Micro-Magic Inc na fabricação do localizador norte dominou a tecnologia qualificada, no software e hardware interno do sistema de navegação, a seleção da Micro-Magic Inc são componentes inerciais econômicos e de alto desempenho, atualmente possui um novo tipo de localizador norte diferente do tradicional buscador do norte, é o nosso NF2000, se você estiver interessado nisso, entre em contato com nossa equipe profissional. NF2000Sistema de navegação inercial Fog North Seeker de alta precisão  

Pontos-chaveProduto: I3500 MEMS INS Auxiliado por GNSSPrincipais recursos:Componentes: MEMS IMU econômico, módulo de posicionamento por satélite com antena dupla, magnetômetros e barômetro.Função: Fornece dados de navegação de alta precisão, mantendo o desempenho durante interrupções do GNSS.Aplicações: Adequado para drones, navegação autônoma, levantamento topográfico e análise de movimento.Navegação Inercial: Combina medições inerciais para cálculo de posição, velocidade e atitude.Conclusão: O I3500 exemplifica a integração de MEMS INS e GNSS, melhorando a confiabilidade e a precisão da navegação em vários setores. A navegação integrada MINS/GNSS refere-se à fusão de informações do MINS (MEMS INS) e do GNSS (Global Navigation Satellite System). Esta integração combina os pontos fortes de ambos os sistemas para se complementarem e alcançarem resultados precisos de PVA (Posição, Velocidade, Atitude).Classificação de Sistemas de Navegação Inercial MEMSApós mais de 30 anos de desenvolvimento, a tecnologia inercial MEMS avançou rapidamente e teve ampla aplicação. Vários dispositivos inerciais MEMS práticos e MEMS INS surgiram, sendo amplamente utilizados em áreas como as indústrias aeroespacial, marítima e automotiva. Giroscópios MEMS de nível tático (com estabilidade de polarização de 0,1°/h a 10°/h, 1σ) e acelerômetros MEMS de alta precisão (com estabilidade de polarização de 10⁻⁵g a 10⁻⁶g, 1σ) marcaram a entrada do tático- classificar o MEMS INS no estágio de aplicação do modelo.Geralmente, os sistemas inerciais MEMS podem ser classificados em três níveis: Conjunto de Sensores Inerciais (ISA), Unidade de Medição Inercial (IMU) e Sistema de Navegação Inercial (INS), conforme ilustrado na Figura 1.Fig.1 Três níveis de Mems Ins (2)MEMS ISA: Composto apenas por três giroscópios MEMS e três acelerômetros MEMS, não possui a capacidade de operar de forma independente.MEMS IMU: Baseia-se no MEMS ISA adicionando conversores A/D, chips de processamento matemático e programas específicos, permitindo coletar e processar informações inerciais de forma independente.MEMS INS: expande ainda mais o MEMS IMU incorporando transformação de coordenadas, processos de filtragem e módulos auxiliares, que normalmente incluem magnetômetros e placas receptoras GNSS. Sensores auxiliares como magnetômetros são particularmente significativos para auxiliar no alinhamento do MEMS INS e melhorar o desempenho.Os três modelos MEMS INS (Micro-Magic Inc-Mechanical System Inertial Navigation System) recentemente lançados pela Ericco, mostrados na imagem abaixo, são adequados para aplicações em drones, gravadores de voo, veículos não tripulados inteligentes, posicionamento e orientação de leitos de estradas, detecção de canais, veículos de superfície não tripulados e veículos subaquáticos.Fig.2 Os três modelos Mems Ins recém-lançados por EriccoComo funciona o MEMS INS auxiliado por GNSSO GNSS fornece aos usuários informações de posição e tempo absolutas de alta precisão e para qualquer clima, enquanto os sistemas de navegação inercial (INS) oferecem alta resolução de curto prazo e forte autonomia. Suas características complementares melhoram o desempenho geral: o INS pode aproveitar sua alta precisão de curto prazo para fornecer ao GNSS informações de navegação mais contínuas e completas, enquanto o GNSS pode ajudar a estimar parâmetros de erro do INS, como polarização, obtendo assim observações mais precisas e reduzindo o desvio do INS.Fig.3 Três níveis de Mems InsEspecificamente, o GNSS usa sinais de satélites em órbita para calcular posição, tempo e velocidade. Contanto que a antena tenha uma conexão de linha de visão com pelo menos quatro satélites, a navegação GNSS alcança excelente precisão. Quando a visibilidade do satélite é obstruída por obstáculos como árvores ou edifícios, a navegação torna-se pouco fiável ou impossível.O INS calcula mudanças de posição relativa ao longo do tempo usando informações de taxa angular e aceleração da unidade de medição inercial (IMU). A IMU é composta por seis sensores complementares dispostos em três eixos ortogonais. Cada eixo possui um acelerômetro e um giroscópio. Os acelerômetros medem a aceleração linear, enquanto os giroscópios medem a taxa de rotação. Com estes sensores, a IMU pode medir com precisão o seu movimento relativo no espaço 3D.O INS usa essas medidas para calcular a posição e a velocidade. Outra vantagem das medições IMU é que elas fornecem soluções angulares em torno dos três eixos. O INS converte essas soluções angulares em atitudes locais (rolamento, inclinação e guinada), fornecendo esses dados juntamente com a posição e a velocidade.Fig.4 O Sistema de Coordenadas Corporais da Unidade de Medição InercialReal-Time Kinematic (RTK) é um algoritmo de posicionamento GNSS maduro e de alta precisão, capaz de atingir precisão de nível centimétrico em ambientes abertos. No entanto, em ambientes urbanos complexos, obstruções e interferências de sinal reduzem a taxa de fixação de ambiguidade, levando à diminuição da capacidade de posicionamento. Portanto, pesquisar sistemas de posicionamento integrados GNSS RTK e INS é crucial para áreas como navegação autônoma, levantamento e mapeamento e análise de movimento.O I3500 recém-lançado pela Micro-Magic Inc é um MEMS INS auxiliado por GNSS de baixo custo com um MEMS IMU altamente confiável e um módulo de satélite direcional e posicionamento de banda completa de sistema completo com antena dupla. Também integra magnetômetros e um barômetro, que podem calcular o tamanho do ângulo de atitude e ajudar o drone a navegar até a altitude desejada.ConclusãoA integração dos Sistemas de Navegação Inercial MEMS (INS) com a tecnologia GNSS aumenta significativamente a precisão da navegação, combinando seus pontos fortes. MEMS INS, com seu rápido avanço, é agora amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, marítima e automotiva. O GNSS fornece posicionamento preciso, enquanto o MEMS INS garante navegação contínua, mesmo durante interrupções do GNSS.O I3500 da Micro-Magic Inc exemplifica essa integração, oferecendo dados de navegação de alta precisão, ideais para navegação autônoma, levantamento topográfico e análise de movimento.Em resumo, a integração GNSS e MEMS INS revoluciona a navegação, melhorando a precisão, a confiabilidade e a versatilidade em diversas aplicações. I3500Sistema de navegação inercial Mems Gyro I3500 de 3 eixos de alta precisão  

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de fibra óptica (FOG)Principais recursos:Componentes: Sensor de estado sólido usando fibra óptica para medições inerciais precisas.Função: Aproveita o efeito SAGNAC para detecção precisa da taxa angular sem peças móveis.Aplicações: Adequado para IMUs, INS, buscadores de mísseis, UAVs e robótica.Fusão de dados: combina dados FOG com referências externas para aumentar a precisão e a estabilidade.Conclusão: Os FOGs proporcionam alta precisão e confiabilidade nas tarefas de navegação, com desenvolvimentos futuros promissores em vários setores.Assim como o giroscópio a laser em anel, o giroscópio de fibra óptica tem as vantagens de não ter peças mecânicas móveis, sem tempo de pré-aquecimento, aceleração insensível, ampla faixa dinâmica, saída digital e tamanho pequeno. Além disso, o giroscópio de fibra óptica também supera as deficiências fatais do giroscópio a laser em anel, como alto custo e fenômeno de bloqueio.O giroscópio de fibra óptica é um tipo de sensor de fibra óptica usado na navegação inercial.Porque não possui partes móveis – rotor de alta velocidade, chamado giroscópio de estado sólido. Este novo giroscópio totalmente sólido se tornará o produto líder no futuro e tem uma ampla gama de perspectivas de desenvolvimento e aplicações.1. Classificação do giroscópio de fibra ópticaDe acordo com o princípio de funcionamento, o giroscópio de fibra óptica pode ser dividido em giroscópio de fibra óptica interferométrica (I-FOG), giroscópio de fibra óptica ressonante (R-FOG) e giroscópio de fibra óptica de espalhamento Brillouin estimulado (B-FOG). Atualmente, o giroscópio de fibra óptica mais maduro é o giroscópio interferométrico de fibra óptica (ou seja, a primeira geração de giroscópio de fibra óptica), que é o mais utilizado. Ele usa bobina de fibra óptica multivoltas para aumentar o efeito SAGNAC. Um interferômetro de anel de feixe duplo composto por bobina de fibra óptica monomodo multivoltas pode fornecer alta precisão, mas também inevitavelmente tornará a estrutura geral mais complicada.Os giroscópios de fibra óptica são divididos em giroscópios de fibra óptica de anel aberto e giroscópios de fibra óptica de circuito fechado de acordo com o tipo de loop. Giroscópio de fibra óptica de circuito aberto sem feedback, detecta diretamente a saída óptica, economiza muitas estruturas ópticas e de circuito complexas, tem as vantagens de estrutura simples, preço barato, alta confiabilidade, baixo consumo de energia, a desvantagem é que a linearidade de entrada-saída é ruim , pequena faixa dinâmica, usada principalmente como sensor de ângulo. A estrutura básica de um giroscópio interferométrico de fibra óptica de circuito aberto é um interferômetro de feixe duplo em anel. É usado principalmente em ocasiões onde a precisão não é alta e o volume é pequeno.2. Status e futuro do giroscópio de fibra ópticaCom o rápido desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica, muitas grandes empresas, especialmente empresas de equipamentos militares, investiram enormes recursos financeiros para estudá-lo. As principais empresas de pesquisa dos Estados Unidos, Japão, Alemanha, França, Itália, Rússia, giroscópio de baixa e média precisão concluíram a industrialização, e os Estados Unidos mantiveram uma posição de liderança nesta área de pesquisa.O desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica ainda está relativamente atrasado em nosso país. De acordo com o nível de desenvolvimento, o desenvolvimento do giroscópio é dividido em três escalões: o primeiro escalão são os Estados Unidos, o Reino Unido, a França, eles têm todas as capacidades de pesquisa e desenvolvimento de giroscópio e navegação inercial; O segundo nível é composto principalmente pelo Japão, Alemanha, Rússia; A China está atualmente no terceiro nível. A pesquisa do giroscópio de fibra óptica na China começou relativamente tarde, mas com os esforços da maioria dos pesquisadores científicos, diminuiu gradualmente a distância entre nós e os países desenvolvidos.Atualmente, a cadeia da indústria do giroscópio de fibra óptica da China está completa e os fabricantes podem ser encontrados a montante e a jusante da cadeia da indústria, e a precisão do desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica atingiu os requisitos de precisão média e baixa do sistema de navegação inercial. Embora o desempenho seja relativamente ruim, ele não causará gargalos como o chip.O desenvolvimento futuro do giroscópio de fibra óptica se concentrará nos seguintes aspectos:(1) Alta precisão. Maior precisão é um requisito inevitável para que o giroscópio de fibra óptica substitua o giroscópio a laser na navegação avançada. Atualmente, a tecnologia de giroscópio de fibra óptica de alta precisão não está totalmente madura.(2) Alta estabilidade e anti-interferência. A alta estabilidade de longo prazo também é uma das direções de desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica, que pode manter a precisão da navegação por um longo tempo em ambientes adversos é o requisito do sistema de navegação inercial para o giroscópio. Por exemplo, no caso de alta temperatura, forte terremoto, forte campo magnético, etc., o giroscópio de fibra óptica também deve ter precisão suficiente para atender aos requisitos dos usuários.(3) Diversificação de produtos. É necessário desenvolver produtos com diferentes precisões e diferentes necessidades. Diferentes usuários têm diferentes requisitos de precisão de navegação, e a estrutura do giroscópio de fibra óptica é simples, e apenas o comprimento e o diâmetro da bobina precisam ser ajustados ao alterar a precisão. Nesse aspecto, tem a vantagem de superar o giroscópio mecânico e o giroscópio a laser, e seus diversos produtos de precisão são mais fáceis de alcançar, o que é o requisito inevitável da aplicação prática do giroscópio de fibra óptica.(4) Escala de produção. A redução de custos também é uma das condições para que o giroscópio de fibra óptica seja aceito pelos usuários. A escala de produção de vários componentes pode efetivamente promover a redução dos custos de produção, especialmente para giroscópios de fibra óptica de média e baixa precisão.3. ResumoA estabilidade de polarização zero do giroscópio de fibra óptica F50 é de 0,1 ~ 0,3º/h, e a estabilidade de polarização zero do F60 é de 0,05 ~ 0,2º/h. Seus campos de aplicação são basicamente os mesmos e podem ser usados em pequenos IMU, INS, servo rastreamento de mísseis, pod fotoelétrico, UAV e outros campos de aplicação. Se desejar mais dados técnicos, não hesite em contactar-nos.GF50Giroscópio de fibra óptica padrão militar de precisão média de eixo único GF60Taxa angular Imu do giroscópio da fibra ótica da baixa potência do giroscópio da fibra da única linha central para a navegação 

Key Points Quartz Accelerometer Pros: High accuracy, stable, wide range, robust Cons: Larger, expensive, high power Best for: Precision applications (e.g., aerospace) MEMS Accelerometer Pros: Compact, low cost, low power Cons: Lower accuracy, limited range Best for: Consumer electronics, portable devices Conclusion Quartz: For high precision MEMS: For cost-effective, compact solutions Choosing between a quartz flexible accelerometer and a MEMS accelerometer depends on specific application requirements. Here are some key factors to consider:   1.       Quartz Flexible Accelerometer Advantages: 1)      High Accuracy and Stability: Quartz accelerometers are known for their high precision and long-term stability, making them suitable for applications requiring precise measurements over extended periods. 2)      Wide Dynamic Range: They can measure a wide range of accelerations, from very low to very high. 3)      Robustness: They are generally robust and can operate in harsh environments, including high temperatures and high vibration conditions. 4)      Low Noise: They typically have low noise levels, which is crucial for sensitive measurements.   Disadvantages: 1)      Size and Weight: Quartz accelerometers are generally larger and heavier compared to MEMS accelerometers. 2)      Cost: They are usually more expensive due to the complex manufacturing process and high-quality materials. 3)      Power Consumption: They tend to consume more power, which might be a concern for battery-operated devices.   2.       MEMS Accelerometer Advantages: 1)      Compact Size: MEMS accelerometers are small and lightweight, making them ideal for applications where space and weight are critical, such as in consumer electronics and portable devices. 2)      Low Cost: They are generally less expensive to produce, making them cost-effective for high-volume applications. 3)      Low Power Consumption: MEMS accelerometers consume less power, which is beneficial for battery-powered devices. 4)      Integration: They can be easily integrated with other electronic components on a single chip, enabling multifunctional devices.   Disadvantages: 1)      Lower Accuracy: MEMS accelerometers may have lower accuracy and stability compared to quartz accelerometers, especially over long periods. 2)      Limited Dynamic Range: They may not perform as well in measuring very high or very low accelerations. 3)      Environmental Sensitivity: They can be more sensitive to environmental factors such as temperature and vibration, which might affect performance.   3.       Application Considerations Ø  High-Precision Applications: If your application requires high precision, stability, and wide dynamic range (e.g., aerospace, defense, or seismic monitoring), a quartz flexible accelerometer might be the better choice. Ø  Consumer Electronics: For applications where size, weight, cost, and power consumption are critical (e.g., smartphones, wearables, IoT devices), a MEMS accelerometer is likely more suitable.   4.       Performance comparison Micro-Magic Inc provides a series of high-precision quartz accelerometers and a series of MEMS accelerometers. Taking quartz accelerometer AC-5B and MEMS accelerometer ACM-300-8 as examples, some typical parameter comparisons are as follows: Parameters AC-5 ACM-300 Measuring range ±50 g ±8 g Resolution <5μg <5 mg Bias <7 mg <50 mg Bias thermal coefficient < ±30μg/℃ 0.5 mg/℃ Scale factor thermal coefficient <50 ppm/℃ 100 ppm/℃ Bandwidth >300Hz 0~400 Hz   5.       Conclusion   Choose Quartz Flexible Accelerometer for high-precision, high-stability applications where size, weight, and cost are less critical. Choose MEMS Accelerometer for compact, cost-effective, low-power applications where high precision is not the primary concern. ACM-300 High Performance Industry Current type MEMS Accelerometer Sensor Factory   AC-5 Large Measurement Range 50g Quartz Pendulum Accelerometer Quartz Flex Accelerometer    

  Key Points Fiber Optic Gyroscope North Finder   Pros: High accuracy, shock resistance, low power consumption, no external reference neededCons: Requires precise calibration, sensitive to driftBest for: Harsh environments, precision navigation applications Conclusion: Ideal for determining true north in challenging conditions, offering reliable performance without requiring latitude information.   The north finder is a type of compass used to find the true north direction value of a certain location. The gyroscope north finder, also known as the gyroscope compass, is an inertial measurement system that uses the principle of gyroscope to determine the projection direction of the Earth's rotational angular velocity on the local horizontal plane (i.e. true north position). Its search for north does not require external reference.   Principle of Fiber Optic Gyroscope North Finder Fiber Optic Gyroscope (FOG) is a new type of all solid-state gyroscope based on Sagnac effect. It is an inertial measurement element without mechanical rotating parts, with advantages such as shock resistance, high sensitivity, long lifespan, low power consumption, and reliable integration. It is an ideal inertial device in the new generation of strapdown inertial navigation systems.   In fiber optic gyroscope based north finding applications, the majority of methods used involve FOG rotation at a fixed angle and calculating the angle relative to the north direction by determining the offset. In order to accurately point north, it is also necessary to eliminate the drift of FOG. Generally, a rotating platform as shown in Figure 1 is used to place the fiber optic gyroscope on a moving base, with the plane of the moving base parallel to the horizontal plane and the sensitive axis of the fiber optic gyroscope parallel to the plane of the moving base. When starting to search north, the gyroscope is in position 1, and its sensitive axis is parallel to the carrier. Assuming that the angle between the initial direction of the sensitive axis of the fiber optic gyroscope and the true north direction is α. The output value of the gyroscope at position 1 is ω1; Then rotate the base 90° and measure the output value of the gyroscope at position 2 as ω2. Rotate 90° twice in sequence, turning to positions 3 and 4 respectively, to obtain angular velocities ω3 and ω4.    Assuming the latitude of the measurement point is φ，The Earth's rotation is  , The angular velocity measured at position 1 is: Where  is the zero drift of the gyroscope output. Similarly, it can be concluded that: In a short period of time, assuming that the drift of the fiber optic gyroscope is a constant, that is: , Then:   By using this method for measurement, the zero bias of the gyroscope can be eliminated, and there is no need to know the latitude value of the measurement location. If the latitude of the measurement location is a known value, then only measuring positions 1 and 3 (or 2 and 4) can determine the heading angle.   Conclusion The fiber optic gyroscope north finder has a simple structure and excellent performance, especially able to resist impacts and various harsh environments. When the turntable is horizontal, it can provide the angle between the carrier and true north direction without inputting latitude values. In the case where the turntable is not strictly horizontal, the Earth's angular velocity measured by fiber optic gyroscope and the angle between the gyroscope and the horizontal plane measured by accelerometer are also used to calculate the angle between the baseline of the carrier and the true north direction through computer calculation. At the same time, the accelerometer can also measure the attitude angle of the north finder.   NF2000 inertial navigation system High Precision FOG North Seeker   NF3000 Inertial Navigation System High Performance Dynamic Fog North Seeker  

Explore comprehensive testing methods for fiber optic gyroscope key indicators, including zero bias stability, scale factor nonlinearity, and random walk coefficient (RWC). Learn step-by-step procedures, formulas, and equipment requirements for precision navigation and attitude control applications. Fiber optic gyroscope is based on Sagna effect and is widely used for measuring angular velocity in navigation and attitude control. Key indicators typically include zero bias stability, scaling factor, random walk, bandwidth, noise, temperature characteristics, and so on. By measuring these indicators, the performance of fiber optic gyroscopes can be comprehensively evaluated, and system design and compensation algorithms can be optimized based on these data.   1. Zero Bias Series Testing 1.1 Bias Definition： The average equivalent angular velocity output of a fiber optic gyroscope when there is no angular velocity input. Test Equipment: horizontal reference device, fiber optic gyroscope output measurement recording device. Test method: Fix the fiber optic gyroscope on a horizontal reference, with the input axis (IRA) pointing in the east-west direction. Record output data for at least 1 hour after power on, with a sampling frequency that meets the Nyquist criterion (≥ 2 times the highest frequency of the signal). Calculation formula:                 Where K is the scaling factor, is the average output value.   1.2 Bias Stability Definition: The degree of dispersion of zero bias output around the mean reflects short-term stability. Test method: Same as bias test, but requires long-term data recording (at least 1 hour). Calculation formula:                   where:  ： Zero bias stability, measured in degrees per hour (° ⁄ h) :  The single-sided amplitude output of the fiber optic gyroscope  at time .   1.3 Bias Repeatability Definition: Perform multiple power tests to ensure consistency of zero bias. Test method: Repeat the zero-bias test for more than 6 times, with power off and cooling to room temperature at intervals between each test. Calculation formula: For each test data, process it according to formula (1), calculate the zero bias, and then calculate the zero-bias repeatability of Q tests according to the following formula.                        Where,   :  Zero bias of the i-th test; :  Zero bias   1.4 Bias Temperature Sensitivity Definition: Zero bias drift caused by temperature changes. Test method: Set different temperature points (covering the working temperature range) inside the temperature control box, and maintain a constant temperature for 30 minutes at each temperature point. Measure the zero bias at each temperature point and calculate the deviation from the room temperature zero bias. Calculation formula: The test data is processed according to formula (1), and the zero bias of the fiber optic gyroscope at room temperature and each test temperature point is calculated separately. The zero bias temperature sensitivity of the fiber optic gyroscope is calculated according to the following formula:                             ：The i-th test temperature.  ：room temperature   2. Scale Factor Series Testing 2.1  Scale Factor Definition: Linear proportional relationship between output signal and input angular velocity Test equipment: high-precision rate turntable (error<1/3 of the tested gyroscope index) Test method: Select ≥ 11 angular velocity points (including the maximum input angular velocity) uniformly in both forward and reverse directions. Record the mean output of each point and fit a straight line using the least squares method. Calculation formula: Let be the average output of the fiber optic gyroscope at the jth input angular velocity, and the scaling factor calculation method is as follows:                                               The linear model for establishing the input-output relationship of fiber optic gyroscope is as follows:                     Using the least squares method to calculate K,                               Where ∅ is the rotational speed of the speed turntable, measured in degrees per second (° ⁄ s)   2.2 Scale factor nonlinearity Definition: Output the maximum deviation relative to the fitted line. Calculation formula: According to the above method, the input-output relationship of the fiber optic gyroscope is represented by fitting a straight line as follows:               Calculate the point-by-point nonlinear deviation of the output characteristics of the fiber optic gyroscope according to the following formula:                   Calculate the scaling factor linearity according to the following formula, and create the nonlinear deviation curve of the fiber optic gyroscope output (the horizontal axis represents the input angular velocity, and the vertical axis represents the nonlinear deviation)                   2.3 Scale factor temperature sensitivity Test method: Test the scaling factor at different temperature points and calculate the deviation caused by temperature changes. Calculation formula: The test data is processed according to the calculation method of scale factor, and the scale factor of the fiber optic gyroscope at room temperature and each test temperature point is calculated separately. The temperature sensitivity of the scale factor is calculated according to the following formula:                 3. Random Walk Coefficient (RWC) Definition: Integral angular velocity error caused by white noise output. Test method: Short time (tens of seconds) high-frequency sampling, analyze Allan variance. Formula for calculating Allan variance: a) There are n initial sample data of fiber optic gyroscope output values obtained at the initial sampling interval time . According to the calculation formula for gyroscope zero bias, the output angular velocity of each fiber optic gyroscope output value is calculated to obtain the initial sample data of output angular velocity, as shown in the following formula:               b) For continuous data of n initial samples, k continuous data are grouped together, and the time length of the array is set to , where τ equals , 2 ,  Calculate the average value of the array data for each time length. c) Find the average difference between two adjacent arrays:           d) Calculate the variance of a set of random variables:   …… (17) Repeat the above process with different values of, and obtain a curve in the double logarithmic coordinate system, which is called the Allan variance curve. Using the Allan variance model below, the coefficients are obtained through least squares fitting, and then the random walk coefficient RWC is calculated:                   Conclusion: The key indicator testing of fiber optic gyroscope is a bridge connecting research and development with practical applications. By quantitatively verifying performance, ensuring reliability, and meeting standard compliance, it ensures its "precision, stability, and usability" in military and civilian high-precision fields, while laying the foundation for technological innovation and cost optimization. GF2X64 Dual-Axis Low Precision Fiber Optic Gyroscope GF-60 Medium and Low Precision  Fiber Optic Gyroscope GF3G90 Tri-Axis Fiber Optic Gyroscope    

Key Points Product: Electronic Compass Principle of Calibration: - Magnetic field ellipse fitting: Collect magnetic field data in all directions while rotating the device, calculate hard iron interference and soft iron interference parameters, and apply compensation to fit the magnetic field data into a sphere for improved accuracy. Calibration Methods: 1. Plane calibration: - XY plane calibration: Rotate the device in the XY plane to find the center point of the trajectory circle projected in that plane. - XZ plane calibration: Rotate the device in the XZ plane to obtain the trajectory circle of the Earth's magnetic field and calculate the magnetic field interference vector in 3D space. 2. Stereoscopic 8-shaped calibration: - Rotate the device in various directions in the air to collect sample points that fall on the surface of a sphere. Determine the center of the circle to determine the interference value and perform calibration. Calibration Steps: 1. Preparation of testing environment: - Stay away from interference sources. - Ensure horizontal placement and stable installation. 2. Enter calibration mode: - Manually trigger calibration through key combinations or software instructions. - Auto prompt calibration when magnetic field anomalies are detected. 3. Perform calibration operation: - Horizontal rotation (2D calibration): Slowly rotate the device around the vertical axis in a horizontal position. - Three-dimensional rotation (3D calibration): Rotate the device around the X, Y, and Z axes, covering at least 360° for each axis. 4. Verify the calibration results: - Compare the device readings with a known geographic direction. - Use software tools to observe directional stability and accuracy. - Repeat calibration if deviation exceeds the nominal error of the device. Advantages of Electronic Compass: - Real-time heading and attitude measurement. - Crucial navigation tool. - Improves directional accuracy through calibration. - Various calibration methods available. - Can be used in different applications and environments.   Electronic compass is an important navigation tool that can provide real-time heading and attitude of moving objects. Calibration of an electronic compass is a crucial step in ensuring the accuracy of its directional measurement.   1. Calibration principle of electronic compass The electronic compass determines direction by measuring the components of the geomagnetic field. The calibration process is actually "magnetic field ellipse fitting": a) Collect magnetic field data  in all directions when the device rotates. b) Generate compensation parameters by calculating hard iron interference (fixed offset) and soft iron interference (scaling and cross coupling) through algorithms. c) Automatically apply compensation during subsequent measurements to fit the magnetic field data into a sphere centered at the origin, improving directional accuracy.   2. Calibration method for electronic compass The calibration methods for electronic compasses mainly include two methods: planar calibration and three-dimensional 8-shaped calibration. (1) Plane calibration method For the calibration of the XY axis, the device equipped with a magnetic sensor will rotate on its own in the XY plane, which is equivalent to rotating the Earth's magnetic field vector around the normal passing point O(γx,γy) perpendicular to the XY plane. It represents the trajectory of the magnetic field vector projected in the XY plane during the rotation process. This can find the position of the center of the circle as (Xmax+Xmin)/2, (Ymax+Ymin)/2. Similarly, rotating the device in the XZ plane can obtain the trajectory circle of the Earth's magnetic field on the XZ plane, which can calculate the magnetic field interference vector γ (γx, γy, γz) in three-dimensional space. After calibration, the electronic compass can be used normally on the horizontal plane. However, due to the angle between the compass and the horizontal plane, this angle can affect the accuracy of the heading angle and requires tilt compensation through acceleration sensors. (2) Stereoscopic 8-shaped calibration method Usually, when a device with sensors rotates in various directions in the air, the spatial geometric structure composed of measured values is actually a sphere, and all sampling points fall on the surface of this sphere, as shown in the following figure.‌                a) Aerial rotation:  Use calibrated equipment to perform an 8-shaped movement in the air, aiming for the normal direction of the equipment to point towards all 8 quadrants of space. By obtaining sufficient sample points, the center O(γx,γy,γz) is determined, which is the size and direction of the fixed magnetic field interference vector. b) Sample point collection:  When rotating the device in various directions in the air, the spatial geometric structure composed of measurement values is actually a sphere, and all sampling points fall on the surface of this sphere. By using these sample points, the center of the circle can be determined to determine the hard magnetic interference value and perform calibration.   3. Calibration steps for electronic compass (1) Preparation of testing environment Ø Stay away from interference sources: Ensure that there are no large metal objects (such as iron cabinets, vehicles), motors, speakers, or other electromagnetic equipment within 3 meters of the calibration environment. Ø Horizontal placement: Use a level or built-in sensor to adjust to a horizontal state, ensuring that the measurement is based on the horizontal component of the geomagnetic field. Ø Fixed method: Avoid wearing metal watches or rings when holding the device; If it is an embedded device (such as a drone), ensure a stable installation. (2) Enter calibration mode a) Manual triggering: Refer to the product manual, common methods include: n Key combination (such as long pressing the power and function keys for 5 seconds). n Software instructions (select 'Calibrate Compass' through the accompanying app). b) Auto prompt: Some devices automatically prompt calibration when detecting magnetic field anomalies (such as continuously displaying "low precision").   (3) Perform calibration operation a) Horizontal rotation (2D calibration): n Slowly rotate the equipment around the vertical axis (Z-axis) and keep it horizontal. n Ensure uniform rotation speed (about 10 seconds/turn), complete at least 2 turns to cover all directions. b) Three-dimensional rotation (3D calibration, suitable for high-precision equipment): n Rotate around the X (roll), Y (pitch), and Z (yaw) axes in sequence, with each axis rotating at least 360 °. n Example action: After horizontal rotation, flip the device upright and then tilt it back and forth. (4) Verify the calibration results a) Direction comparison method: Point the device towards a known geographic direction (such as using a compass to determine true north) and check if the readings match. b) Software validation: Use map apps or professional tools (such as magnetic field analysis software) to observe directional stability and accuracy. c) Repeat calibration: If the deviation exceeds the nominal error of the equipment (such as ±3°), recalibration and environmental interference inspection are required.   C9-B High Precision CAN Protocol Output 2D Electronic Compass C9-A 40° Tilt Angle Compensation CAN Protocol Output 3D Electronic Compass C9-C High Precision Digital Output 2D Electronic Compass Single Board