APLICAÇÕES

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de fibra óptica (FOG)Principais recursos:Componentes: Baseados em bobinas de fibra óptica, utilizando o efeito Sagnac para medições precisas de deslocamento angular.Função: Oferece alta sensibilidade e precisão, ideal para determinar a orientação em objetos em movimento.Aplicações: Amplamente utilizado no setor militar (por exemplo, orientação de mísseis, navegação de tanques) e expansão para setores civis (por exemplo, navegação automotiva, topografia).Fusão de dados: Combina medições inerciais com microeletrônica avançada para maior precisão e estabilidade.Conclusão: O giroscópio de fibra óptica é fundamental para navegação de alta precisão, com potencial de crescimento promissor em diversas aplicações.Mercado da indústria de giroscópio de fibra ópticaCom suas vantagens exclusivas, o giroscópio de fibra óptica tem uma ampla perspectiva de desenvolvimento no campo da medição precisa de quantidades físicas. Portanto, explorar a influência dos dispositivos ópticos e do ambiente físico no desempenho dos giroscópios de fibra óptica e suprimir o ruído de intensidade relativa tornaram-se as tecnologias-chave para realizar o giroscópio de fibra óptica de alta precisão. Com o aprofundamento da pesquisa, o giroscópio de fibra integrado com alta precisão e miniaturização será bastante desenvolvido e aplicado.O giroscópio de fibra óptica é um dos principais dispositivos no campo da tecnologia de inércia atualmente. Com a melhoria do nível técnico, a escala de aplicação do giroscópio de fibra óptica continuará a se expandir. Como componente principal dos giroscópios de fibra óptica, a demanda do mercado também crescerá. Actualmente, o anel de fibra óptica de alta qualidade da China ainda precisa de ser importado e, sob a tendência geral de substituição interna, a competitividade central das empresas de anéis de fibra óptica da China e as capacidades independentes de investigação e desenvolvimento ainda precisam de ser reforçadas.Atualmente, o anel de fibra óptica é usado principalmente no campo militar, mas com a expansão da aplicação do giroscópio de fibra óptica no campo civil, a proporção de aplicação do anel de fibra óptica no campo civil será melhorada ainda mais.De acordo com a "Pesquisa de mercado da indústria de giroscópio de fibra óptica da China 2022-2027 e relatório de análise de aconselhamento de investimento":O giroscópio de fibra óptica é um elemento sensível baseado na bobina de fibra óptica, e a luz emitida pelo diodo laser se propaga ao longo da fibra óptica em duas direções. A diferença no caminho de propagação da luz determina o deslocamento angular do elemento sensível. O moderno giroscópio de fibra óptica é um instrumento que pode determinar com precisão a orientação de objetos em movimento. É um instrumento de navegação inercial amplamente utilizado nas indústrias modernas de aviação, navegação, aeroespacial e defesa nacional. O seu desenvolvimento é de grande importância estratégica para a indústria de um país, a defesa nacional e outros desenvolvimentos de alta tecnologia.O giroscópio de fibra óptica é um novo sensor de fibra óptica totalmente em estado sólido baseado no efeito Sagnac. O giroscópio de fibra óptica pode ser dividido em giroscópios de fibra óptica interferométrica (I-FOG), giroscópio de fibra óptica ressonante (R-FOG) e giroscópio de fibra óptica de espalhamento Brillouin estimulado (B-FOG) de acordo com seu modo de trabalho. De acordo com sua precisão, o giroscópio de fibra óptica pode ser dividido em: nível tático de baixo custo, nível tático de alto nível, nível de navegação e nível de precisão. Os giroscópios de fibra óptica podem ser divididos em militares e civis de acordo com sua abertura. Atualmente, a maioria dos giroscópios de fibra óptica são usados em aspectos militares: atitude de caças e mísseis, navegação de tanques, medição de rumo de submarinos, veículos de combate de infantaria e outros campos. O uso civil é principalmente navegação automotiva e aérea, levantamento de pontes, perfuração de petróleo e outros campos.Dependendo da precisão do giroscópio de fibra óptica, suas aplicações variam desde armas e equipamentos estratégicos até campos civis de nível comercial. Os giroscópios de fibra óptica de média e alta precisão são usados principalmente em campos de armas e equipamentos de ponta, como aeroespacial, enquanto os giroscópios de fibra óptica de baixo custo e baixa precisão são usados principalmente na exploração de petróleo, controle de atitude de aeronaves agrícolas, robôs e muitos outros campos civis com requisitos de baixa precisão. Com o desenvolvimento de tecnologias avançadas de microeletrônica e optoeletrônica, como a integração fotoelétrica e o desenvolvimento de fibras ópticas especiais para giroscópios de fibra óptica, a miniaturização e o baixo custo dos giroscópios de fibra óptica foram acelerados.ResumoO giroscópio de fibra óptica da Micro-Magic Inc é principalmente um giroscópio de fibra óptica tático de média precisão, em comparação com outros fabricantes, baixo custo, longa vida útil, o preço é muito dominante e o campo de aplicação também é muito amplo, incluindo dois GF50 de venda muito quente , GF-60, você pode clicar na página de detalhes para obter mais dados técnicos.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: Acelerômetros de alta temperaturaPrincipais recursos:Componentes: Projetados com materiais e tecnologias avançadas, como estruturas de quartzo amorfas para maior estabilidade.Função: Fornecer dados confiáveis e precisos em ambientes extremos, cruciais para segurança e desempenho.Aplicações: Essencial em petróleo e gás (sistemas MWD), aeroespacial (monitoramento estrutural), testes automotivos (avaliações de colisão e desempenho) e diversos setores industriais.Integridade de dados: Capaz de operar sob altas temperaturas e vibrações, garantindo desempenho contínuo e tempo de inatividade mínimo.Conclusão: Acelerômetros de alta temperatura são vitais para indústrias que operam em condições adversas, aumentando a eficiência e a segurança com medições precisas.A confiabilidade é crucial para o sucesso na desafiadora indústria de petróleo e gás, onde os riscos são frequentes e podem impactar significativamente as oportunidades. Dados confiáveis e precisos podem determinar se um empreendimento será bem-sucedido ou fracassado.A Ericco tem fornecido produtos de detecção robustos para o setor global de petróleo e gás, comprovando sua excepcional confiabilidade e precisão em alguns dos ambientes mais exigentes do mundo.1.O que são acelerômetros de alta temperatura?Acelerômetros de alta temperatura são projetados para suportar condições adversas e fornecer dados precisos em setores exigentes, como aeroespacial e petróleo e gás. Essencialmente, o seu objectivo é funcionar eficazmente em ambientes desafiantes, incluindo ambientes subterrâneos e temperaturas extremas.Os fabricantes de acelerômetros de alta temperatura empregam tecnologias específicas para garantir a confiabilidade dos sensores em condições extremas. Por exemplo, o Acelerômetro de Quartzo Micro-Magic Incs para Petróleo e Gás provou ter alto desempenho. Este modelo utiliza uma estrutura amorfa de massa à prova de quartzo que reage à aceleração através do movimento de flexão, garantindo excelente estabilidade na polarização, fator de escala e alinhamento do eixo.2.Como são usados os acelerômetros de alta temperatura?Acelerômetros de alta temperatura são vitais em indústrias onde os equipamentos devem suportar condições extremas. Seu design robusto e tecnologia avançada permitem que operem de maneira confiável em ambientes agressivos, fornecendo dados cruciais que melhoram a segurança, a eficiência e o desempenho. Aqui está uma visão mais detalhada de suas aplicações e significado:2.1 Indústria de Petróleo e GásNa indústria de petróleo e gás, acelerômetros de alta temperatura são componentes essenciais dos sistemas de medição durante a perfuração (MWD). MWD é uma técnica de perfilagem de poço que utiliza sensores dentro da coluna de perfuração para fornecer dados em tempo real, orientando a perfuração e otimizando as operações de perfuração. Esses acelerômetros podem suportar o intenso calor, choque e vibrações encontradas nas profundezas do subsolo. Ao fornecer medições precisas, eles ajudam.Otimize as operações de perfuração: forneça dados precisos sobre a orientação e posição da broca, auxiliando na perfuração eficiente e precisa.Aumente a segurança: detecte vibrações e choques que possam indicar possíveis problemas, permitindo intervenção oportuna e prevenção de acidentes.Melhore a eficiência: reduza o tempo de inatividade fornecendo dados contínuos e confiáveis que ajudam a evitar falhas operacionais e interrupções dispendiosas.Fig.1 Acelerômetros de alta temperatura2.2 AeroespacialNa indústria aeroespacial, acelerômetros de alta temperatura são usados para monitorar o desempenho e a integridade estrutural das aeronaves. Eles podem suportar condições extremas de voo, incluindo altas temperaturas e vibrações intensas, e são cruciais paraMonitoramento da integridade estrutural: Meça vibrações e tensões nos componentes da aeronave, garantindo que permaneçam dentro de limites seguros.Desempenho do motor: monitore vibrações em motores de aeronaves para detectar anomalias e evitar falhas de motor.Testes de Voo: Fornece dados precisos sobre a dinâmica das aeronaves durante voos de teste, auxiliando no desenvolvimento e refinamento de projetos de aeronaves.2.3 Testes AutomotivosEm testes automotivos, acelerômetros de alta temperatura são empregados para medir a dinâmica do veículo e a integridade estrutural sob condições extremas. Eles são particularmente úteis para:Teste de colisão: monitore as forças de aceleração e desaceleração durante os testes de colisão para avaliar a segurança e a resistência ao impacto do veículo.Testes de alto desempenho: Meça vibrações e tensões em veículos de alto desempenho para garantir que os componentes possam suportar condições extremas de direção.Teste de durabilidade: Avalie a durabilidade a longo prazo dos componentes automotivos, submetendo-os a altas temperaturas e vibrações prolongadas.2.4 Aplicações IndustriaisAlém das indústrias de petróleo e gás, aeroespacial e automotiva, os acelerômetros de alta temperatura também são usados em diversas outras aplicações industriais onde os equipamentos operam em condições extremas. Estes incluem:Geração de Energia: Monitore vibrações em turbinas e outros equipamentos para garantir desempenho ideal e evitar falhas.Fabricação: Meça vibrações e tensões em máquinas pesadas para manter a eficiência operacional e a segurança.Robótica: Fornece dados precisos sobre os movimentos e tensões experimentados por robôs que operam em ambientes de alta temperatura, como aqueles usados em soldagem ou fundições.3. Acelerômetros de alta temperatura da Micro-Magic IncA Micro-Magic Inc se destacou no projeto e fabricação de acelerômetros de alta temperatura que atendem aos exigentes requisitos dessas indústrias. Oferecemos soluções personalizadas para exploração de energia e outras aplicações de alta temperatura. Esses acelerômetros apresentam:Saída Analógica: Para fácil integração com sistemas existentes.Opções de montagem: Flanges quadrados ou redondos para atender às diferentes necessidades de instalação.Faixa ajustável em campo: permitindo a personalização de acordo com requisitos específicos da aplicação.Sensores Internos de Temperatura: Para compensação térmica, garantindo medições precisas apesar das variações de temperatura.Além do mais, o Acelerômetro de Quartzo para Petróleo e Gás da Micro-Magic Inc provou ter alto desempenho. Este modelo utiliza uma estrutura amorfa de massa à prova de quartzo que reage à aceleração através do movimento de flexão, garantindo excelente estabilidade na polarização, fator de escala e alinhamento do eixo.Alguns acelerômetros de alta temperatura também incorporam amplificadores externos para proteger o sensor contra danos causados pelo calor.E recomendamos o AC1 para petróleo e gás, cuja temperatura operacional é de -55 ~ +85 ℃, com faixa de entrada de ±50g, repetibilidade de polarização

Pontos-chave Produto: Giroscópio de fibra óptica GF70ZKPrincipais recursos:Componentes: Emprega giroscópios de fibra óptica para medições inerciais de alta precisão.Função: Fornece inicialização rápida e dados de navegação confiáveis para diversas aplicações.Aplicações: Adequado para sistemas de navegação inercial, estabilidade de plataforma e sistemas de posicionamento em veículos aeroespaciais e autônomos.Desempenho: Estabilidade de polarização zero entre 0,01 e 0,02, adaptada às necessidades de precisão e faixa de medição.Conclusão: O GF70ZK combina tamanho compacto e baixo consumo de energia, tornando-o uma escolha versátil para tarefas de navegação exigentes em vários setores.1. O que é navegação inercialPara entender o que é navegação inercial, primeiro precisamos dividir a frase em duas partes, ou seja, navegação + inércia.A navegação, em termos simples, resolve o problema de ir de um lugar a outro, indicando a direção, normalmente a bússola.A inércia, originalmente derivada da mecânica newtoniana, refere-se à propriedade de um objeto que mantém seu estado de movimento. Tem a função de registrar as informações do estado de movimento do objeto.Um exemplo simples é usado para ilustrar a navegação inercial. Uma criança e um amigo brincam na entrada de uma sala coberta de ladrilhos e caminham sobre os ladrilhos para o outro lado de acordo com certas regras. Um para frente, três para a esquerda, cinco para a frente, dois para a direita… Cada um de seus passos tem o comprimento de um piso, e as pessoas fora da sala podem obter sua trajetória completa desenhando o comprimento e a rota correspondentes no papel. Ele não precisa ver a sala para saber a posição, velocidade da criança, etc.O princípio básico da navegação inercial e de alguns outros tipos de navegação é mais ou menos assim: conheça sua posição inicial, orientação inicial (atitude), a direção e direção do movimento em cada momento e avance um pouco. Some-os (correspondendo à operação de integração matemática) e você poderá obter apenas sua orientação, posição e outras informações.Então, como obter a orientação atual (atitude) e as informações de posição do objeto em movimento? É preciso usar muitos sensores, na navegação inercial é o uso de instrumentos inerciais: acelerômetro + giroscópio.A navegação inercial usa giroscópio e acelerômetro para medir a velocidade angular e aceleração da transportadora no referencial inercial, e integra e calcula o tempo para obter a velocidade e posição relativa, e transforma-a no sistema de coordenadas de navegação, para que a corrente da transportadora a posição pode ser obtida combinando as informações da posição inicial.A navegação inercial é um sistema interno de navegação em circuito fechado e não há entrada de dados externos para corrigir o erro durante o movimento do transportador. Portanto, um único sistema de navegação inercial só pode ser utilizado por curtos períodos de navegação. Para que o sistema funcione por muito tempo, é necessário corrigir periodicamente o erro interno acumulado por meio de navegação por satélite.2. Giroscópios na navegação inercialA tecnologia de navegação inercial é amplamente utilizada na indústria aeroespacial, navegação por satélite, UAV e outros campos devido à sua alta ocultação e capacidade autônoma completa de obter informações de movimento. Especialmente nas áreas de microdrones e condução autônoma, a tecnologia de navegação inercial pode fornecer informações precisas sobre direção e velocidade e pode desempenhar um papel insubstituível em condições complexas ou quando outros sinais auxiliares externos de navegação não conseguem desempenhar as vantagens da navegação autônoma no ambiente. para obter atitude confiável e medição de posição. Como um componente importante no sistema de navegação inercial, o giroscópio de fibra óptica desempenha um papel decisivo na sua capacidade de navegação. Atualmente, existem principalmente giroscópios de fibra óptica e giroscópios MEMS no mercado. Embora a precisão do giroscópio de fibra óptica seja alta, todo o seu sistema é composto por acopladores,modulador, anel de fibra óptica e outros componentes discretos, resultando em grande volume, alto custo, no micro UAV, não tripulado e outros campos não conseguem atender aos requisitos para sua miniaturização e baixo custo, a aplicação é bastante limitada. Embora o giroscópio MEMS possa alcançar a miniaturização, sua precisão é baixa. Além disso, possui partes móveis, baixa resistência a choques e vibrações e é difícil de aplicar em ambientes agressivos.3 ResumoO giroscópio de fibra óptica GF70ZK da Micro-Magic Inc foi especialmente projetado de acordo com o conceito de giroscópios de fibra óptica tradicionais, com um tamanho pequeno de 70*70*32mm; Peso leve, menor ou igual a 250g; Baixo consumo de energia, menor ou igual a 4W; Comece rápido, o tempo de início é de apenas 5s; Este giroscópio de fibra óptica é fácil de operar e usar, e é amplamente utilizado em INS, IMU, sistema de posicionamento, sistema de localização do norte, estabilidade de plataforma e outros campos.A estabilidade de polarização zero do nosso GF80 está entre 0,01 e 0,02. A maior diferença entre esses dois giroscópios de fibra óptica é que a faixa de medição é diferente, é claro. Nosso giroscópio de fibra óptica pode ser usado na navegação inercial, você pode fazer uma escolha detalhada de acordo com o valor de precisão e a faixa de medição, você está convidado a consulte-nos a qualquer momento e obtenha mais dados técnicos.GF70ZKSensores de giroscópio de fibra óptica North Finder Navegação Inercial Atitude de Navegação/Sistema de Referência de Azimute G-F80Tamanho compacto diminuto dos sensores 80mm do giroscópio da fibra ótica 

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro de flexão de quartzoPrincipais recursos:Componentes: Emprega tecnologia de flexão de quartzo para alta sensibilidade e baixo ruído na medição de aceleração.Função: Adequado para medições de aceleração estática e dinâmica, com impacto mínimo em ambientes de baixa pressão.Aplicações: Ideal para monitorar microvibrações em órbitas de espaçonaves e aplicável em sistemas de navegação inercial.Análise de Desempenho: Demonstra alterações insignificantes do fator de escala (menos de 0,1%) em condições de vácuo, garantindo precisão e confiabilidade.Conclusão: Oferece desempenho robusto para aplicações em órbita de longo prazo, tornando-o adequado para requisitos aeroespaciais de alta precisão.O acelerômetro de flexão de quartzo possui características de alta sensibilidade e baixo ruído, tornando-o adequado para medir aceleração estática e dinâmica. Ele pode ser usado como um sensor sensível à aceleração para monitorar ambientes de microvibração em órbitas de naves espaciais. Este artigo apresenta principalmente o efeito do ambiente de baixa pressão no acelerômetro flexível de quartzo.O diafragma sensível do acelerômetro de quartzo experimenta efeitos de amortecimento de membrana quando em movimento no ambiente aéreo, o que poderia causar alterações no desempenho do sensor (fator de escala e ruído) em ambientes de baixa pressão. Isso pode afetar a exatidão e a precisão da medição da aceleração de microvibração em órbita. Portanto, é necessário analisar este efeito e fornecer uma conclusão de análise de viabilidade para o uso a longo prazo de acelerômetros flexíveis de quartzo em ambientes de alto vácuo.Fig.1 Acelerômetros de quartzo em órbitas de espaçonaves1.Análise de amortecimento em ambientes de baixa pressãoQuanto mais tempo o acelerômetro de flexão de quartzo opera em órbita, mais vazamento de ar ocorre dentro da embalagem, resultando em menor pressão do ar até atingir o equilíbrio com o ambiente de vácuo espacial. O caminho livre médio das moléculas de ar aumentará continuamente, aproximando-se ou mesmo excedendo 30μm, e o estado do fluxo de ar fará a transição gradual de fluxo viscoso para fluxo viscoso-molecular. Quando a pressão cai abaixo de 102Pa, ela entra no estado de fluxo molecular. O amortecimento do ar torna-se cada vez menor e, no estado de fluxo molecular, o amortecimento do ar é quase zero, deixando apenas o amortecimento eletromagnético para o diafragma flexível do acelerômetro de quartzo.Para acelerômetros de flexão de quartzo que precisam operar por um longo período em ambientes de baixa pressão ou vácuo no espaço, se houver vazamento significativo de gás dentro da vida útil exigida da missão, o coeficiente de amortecimento da membrana diminuirá significativamente. Isso alterará as características do acelerômetro, tornando as vibrações livres dispersas ineficazes na atenuação. Consequentemente, o fator de escala e o nível de ruído do sensor podem mudar, afetando potencialmente a exatidão e a precisão da medição. Portanto, é necessário realizar testes de viabilidade sobre o desempenho de acelerômetros flexíveis de quartzo em ambientes de baixa pressão e comparar os resultados dos testes para avaliar a extensão do impacto dos ambientes de baixa pressão na precisão da medição dos acelerômetros flexíveis de quartzo.2.Impacto de ambientes de baixa pressão no fator de escala dos acelerômetros de flexão de quartzoCom base na análise dos princípios de funcionamento e ambientes de aplicação de produtos acelerômetros flexíveis de quartzo, sabe-se que o produto é encapsulado com pressão de 1 atmosfera, e o ambiente de aplicação é um ambiente de baixo vácuo em órbita terrestre (grau de vácuo aproximadamente 10-5 a 10 -6Pa) a uma distância de 500km do solo. Acelerômetros flexíveis de quartzo normalmente usam tecnologia de vedação de resina epóxi, com uma taxa de vazamento geralmente garantida em 1,0×10-4Pa·L/s. Em um ambiente de vácuo, o ar interno vazará lentamente, com a pressão caindo para 0,1 atmosfera (fluxo viscoso-molecular) após 30 dias, e caindo para 10-5Pa (fluxo molecular) após 330 dias.O impacto do amortecimento do ar nos acelerômetros de flexão de quartzo se manifesta principalmente em dois aspectos: o impacto no fator de escala e o impacto no ruído. De acordo com a análise do projeto, o impacto do amortecimento do ar no fator de escala é de aproximadamente 0,0004 (quando a pressão cai para o vácuo, não há amortecimento do ar). O processo de cálculo e análise é o seguinte:O acelerômetro de flexão de quartzo usa o método de inclinação por gravidade para calibração estática. No conjunto pendular do acelerômetro, em ambiente com ar, a força normal no conjunto pendular é: mg0, e a força de empuxo fb é: ρVg0. A força eletromagnética sobre o pêndulo é igual à diferença entre a força que ele experimenta devido à gravidade e a força de empuxo, expressa como:f=mg0-ρVg0Onde:m é a massa do pêndulo, m=8,12×10−4 kg.ρ é a densidade do ar seco, ρ=1,293 kg/m³.V é o volume da parte móvel do conjunto do pêndulo, V=280 mm³.g0 é a aceleração gravitacional, g0=9,80665 m/s².A porcentagem da força de empuxo em relação à força gravitacional no próprio conjunto do pêndulo é:ρVg0/mg0=ρV/m≈0,044%Em um ambiente de vácuo, quando a densidade do ar é aproximadamente zero devido ao vazamento de gás, fazendo com que a pressão dentro e fora do instrumento se equilibre, a mudança no fator de escala do acelerômetro flexível de quartzo é de 0,044%.3.Conclusão:Ambientes de baixa pressão podem afetar o fator de escala e o ruído do acelerômetro flexível de quartzo. Através de cálculos e análises, mostra-se que o impacto máximo do ambiente de vácuo no fator de escala não é superior a 0,044%. A análise teórica indica que a influência dos ambientes de baixa pressão no fator de escala do sensor é inferior a 0,1%, com impacto mínimo na precisão da medição, que pode ser desprezada. Isso demonstra que ambientes de baixa pressão ou vácuo têm efeitos mínimos no fator de escala e no ruído do acelerômetro de flexão de quartzo, tornando-o adequado para aplicações em órbita de longo prazo.É importante notar que os acelerômetros flexíveis de quartzo da série AC7 são projetados especificamente para aplicações aeroespaciais. Entre eles, o AC7 possui a maior precisão, com repetibilidade de polarização zero ≤20μg, fator de escala de 1,2mA/g e repetibilidade de fator de escala ≤20μg. É totalmente adequado para monitorar ambientes de microvibração de espaçonaves em órbita. Além disso, pode ser aplicado a sistemas de navegação inercial e sistemas de medição de ângulos estáticos com requisitos de alta precisão. AC-5Sensor de vibração de quartzo do acelerômetro de erro de baixo desvio para Imu Ins  

Pontos-chaveProduto: Giroscópio MEMS de nível de navegaçãoPrincipais recursos:Componentes: Giroscópio MEMS para medição precisa da velocidade angular.Função: Fornece dados de navegação de alta precisão com baixo desvio, adequados para navegação estável e de longo prazo.Aplicações: Ideal para aeroespacial, orientação de mísseis táticos, navegação marítima e robótica industrial.Desempenho: Apresenta baixa instabilidade de polarização e desvio aleatório, oferecendo desempenho confiável ao longo do tempo.Comparação: Diferentes modelos (MG-101, MG-401, MG-501) atendem a diversas necessidades de precisão, com o MG-101 fornecendo a mais alta precisão.O giroscópio MEMS é um tipo de sensor inercial para medir velocidade angular ou deslocamento angular. Tem uma ampla perspectiva de aplicação em exploração de petróleo, orientação de armas, aeroespacial, mineração, topografia e mapeamento, robôs industriais e eletrônicos de consumo. Devido aos diferentes requisitos de precisão em vários campos, os giroscópios MEMS são divididos em três níveis no mercado: nível de navegação, nível tático e nível de consumidor.Este artigo apresentará detalhadamente o giroscópio MEMS de navegação e comparará seus parâmetros. O seguinte será elaborado a partir dos indicadores técnicos do giroscópio MEMS, da análise de deriva do giroscópio e da comparação de três giroscópios MEMS de nível de navegação.Especificações técnicas do giroscópio MEMSO giroscópio MEMS ideal é que a saída do seu eixo sensível seja proporcional aos parâmetros angulares de entrada (Ângulo, taxa angular) do eixo correspondente da portadora sob quaisquer condições, e não seja sensível aos parâmetros angulares do seu eixo transversal, nem é sensível a quaisquer parâmetros axiais não angulares (como aceleração de vibração e aceleração linear). Os principais indicadores técnicos do giroscópio MEMS são mostrados na Tabela 1.Indicador técnicoUnidadeSignificadoFaixa de medição(°)/sEfetivamente sensível à faixa de velocidade angular de entradaViés zero(°)/hA saída de um giroscópio quando a taxa de entrada no giroscópio é zero. Como a saída é diferente, a taxa de entrada equivalente é geralmente usada para representar o mesmo tipo de produto, e quanto menor o viés zero, melhor; Diferentes modelos de produtos, quanto menor o viés zero, melhor.Repetibilidade de polarização(°)/h(1σ)Nas mesmas condições e em intervalos especificados (sucessivas, diariamente, em dias alternados…) O grau de concordância entre os valores parciais de medições repetidas. Expresso como o desvio padrão de cada deslocamento medido. Quanto menor, melhor para todos os giroscópios (avalie como é fácil compensar o zero)Deriva zero(°)/sA taxa de variação temporal do desvio da saída do giroscópio em relação à saída ideal. Ele contém componentes estocásticos e sistemáticos e é expresso em termos do deslocamento angular de entrada correspondente em relação ao espaço inercial em unidade de tempo.Fator de escalaV/(°)/s、mA/(°)/sA razão entre a mudança na saída e a mudança na entrada a ser medida.Largura de bandaHzNo teste característico de frequência do giroscópio, estipula-se que a faixa de frequência correspondente à amplitude da amplitude medida é reduzida em 3dB, e a precisão do giroscópio pode ser melhorada sacrificando a largura de banda do giroscópio.Tabela 1 Principais índices técnicos do giroscópio MEMSAnálise de deriva do giroscópioSe houver torque de interferência no giroscópio, o eixo do rotor se desviará do azimute de referência estável original e formará um erro. O ângulo de desvio do eixo do rotor em relação ao azimute do espaço inercial (ou azimute de referência) na unidade de tempo é chamado de taxa de desvio do giroscópio. O principal índice para medir a precisão do giroscópio é a taxa de deriva.A deriva giroscópica é dividida em duas categorias: uma é sistemática, a lei é conhecida, causa deriva regular, podendo ser compensada por computador; O outro tipo é causado por fatores aleatórios, que causam desvios aleatórios. A taxa de deriva sistemática é expressa pelo deslocamento angular por unidade de tempo, e a taxa de deriva aleatória é expressa pela raiz quadrada média do deslocamento angular por unidade de tempo ou pelo desvio padrão. A faixa aproximada de taxas de deriva aleatória de vários tipos de giroscópios que pode ser alcançada atualmente é mostrada na Tabela 2.Tipo de giroscópioTaxa de deriva aleatória/(°)·h-1Giroscópio de rolamento de esferas10-1Giroscópio de rolamento rotativo1-0,1Giroscópio flutuante líquido0,01-0,001Giroscópio flutuante de ar0,01-0,001Giroscópio sintonizado dinamicamente0,01-0,001Giroscópio eletrostático0,01-0,0001Giroscópio ressonante hemisférico0,1-0,01Giroscópio laser de anel0,01-0,001Giroscópio de fibra óptica1-0,1Tabela 2 Taxas de deriva aleatória de vários tipos de giroscópios A faixa aproximada de taxa de deriva aleatória do giroscópio exigida por várias aplicações é mostrada na Tabela 3. O índice típico de precisão de posicionamento do sistema de navegação inercial é 1n milha/h (1n milha = 1852m), o que requer que a taxa de deriva aleatória do giroscópio deve atingir 0,01(°)/h, então o giroscópio com taxa de deriva aleatória de 0,01(°)/h é geralmente chamado de giroscópio de navegação inercial.AplicativoRequisitos para taxa de deriva aleatória de giroscópio/(°)·h-1Avaliar giroscópio no sistema de controle de vôo150-10Giroscópio vertical no sistema de controle de vôo30-10Giroscópio direcional no sistema de controle de vôo10-1Sistema de orientação inercial de mísseis táticos1-0,1Bússola giroscópica marítima, sistema de atitude de direção, posição lateral de artilharia, sistema de navegação inercial de veículo terrestre0,1-0,01Sistemas de navegação inercial para aeronaves e navios0,01-0,001Míssil estratégico, sistema de orientação inercial de mísseis de cruzeiro0,01-0,0005Tabela 3 Requisitos para taxa de desvio aleatório do giroscópio em diversas aplicações Comparação de três giroscópios MEMS de nível de navegaçãoA série MG da Micro-Magic Inc é um giroscópio MEMS de nível de navegação com alto nível de precisão para atender às necessidades de vários campos. A tabela a seguir compara faixa, instabilidade de polarização, passeio aleatório angular, estabilidade de polarização, fator de escala, largura de banda e ruído.　MG-101MG-401MG-501Faixa dinâmica (graus/s)±100±400±500Instabilidade de polarização (graus/h)0,10,52Passeio aleatório angular (°/√h)0,0050,025~0,050,125-0,1Estabilidade de polarização (1σ 10s)(graus/h)0,10,52~5Tabela 4 Tabela de comparação de parâmetros de três giroscópios MEMS de nível de navegaçãoEspero que através deste artigo você possa compreender os indicadores técnicos do giroscópio MEMS de nível de navegação e a relação comparativa entre eles. Se você estiver interessado em mais conhecimento sobre o giroscópio MEMS, discuta conosco. 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. O giroscópio MEMS depende da velocidade angular sensível à força de Coriolis e seu sistema de controle é dividido em malha de controle do modo de acionamento e malha de controle do modo de detecção. Somente garantindo o rastreamento em tempo real da amplitude de vibração do modo de acionamento e da frequência de ressonância a demodulação do canal de detecção pode obter informações precisas de velocidade angular de entrada. Este artigo analisará o circuito de controle do modo de condução do giroscópio MEMS sob vários aspectos.Modelo de loop de controle modal de acionamentoO deslocamento de vibração do modo de acionamento do giroscópio MEMS é convertido em mudança de capacitância através da estrutura de detecção do capacitor pente e, em seguida, a capacitância é convertida no sinal de tensão que caracteriza o deslocamento do acionamento do giroscópio através do circuito de diodo em anel. Depois disso, o sinal entrará em duas ramificações respectivamente, um sinal através do módulo de controle automático de ganho (AGC) para obter o controle de amplitude, um sinal através do módulo de loop bloqueado de fase (PLL) para obter o controle de fase. No módulo AGC, a amplitude do sinal de deslocamento do inversor é primeiro demodulada por multiplicação e filtro passa-baixa e, em seguida, a amplitude é controlada no valor de referência definido através do link PI e o sinal de controle da amplitude do inversor é emitido. O sinal de referência utilizado para demodulação de multiplicação no módulo PLL é ortogonal ao sinal de referência de demodulação utilizado no módulo AGC. Depois que o sinal passa pelo módulo PLL, a frequência ressonante de acionamento do giroscópio pode ser rastreada. A saída do módulo é o sinal de controle da fase de acionamento. Os dois sinais de controle são multiplicados para gerar a tensão de acionamento do giroscópio, que é aplicada ao pente de acionamento e convertida em força motriz eletrostática para acionar o modo de acionamento do giroscópio, de modo a formar um circuito de controle de malha fechada do modo de acionamento do giroscópio. A Figura 1 mostra o circuito de controle do modo drive de um giroscópio MEMS.Figura 1. Diagrama de blocos da estrutura de controle do modo de acionamento do giroscópio MEMSFunção de transferência modal de acionamentoDe acordo com a equação dinâmica do modo de condução do giroscópio MEMS vibratório, a função de transferência de domínio contínuo pode ser obtida pela transformada de Laplace:Onde mx é a massa equivalente do modo de acionamento do giroscópio, ωx=√kx/mx é a frequência de ressonância do modo de acionamento e Qx = mxωx/cx é o fator de qualidade do modo de acionamento.Link de conversão de deslocamento-capacitânciaDe acordo com a análise da capacitância de detecção dos dentes do pente, a ligação de conversão deslocamento-capacitância é linear quando o efeito de borda é ignorado, e o ganho da capacitância diferencial mudando com o deslocamento pode ser expresso como:Onde, nx é o número de pentes ativos acionados pelo modo giroscópico, ε0 é a constante dielétrica do vácuo, hx é a espessura dos pentes de detecção de acionamento, lx é o comprimento de sobreposição dos pentes ativos e fixos de detecção de acionamento em repouso, e dx é a distância entre os dentes.Link de conversão capacitância-tensãoO circuito de conversão de tensão do capacitor usado neste artigo é um circuito de diodo em anel e seu diagrama esquemático é mostrado na Figura 2.Figura 2 Diagrama esquemático do circuito de diodo em anelNa figura, C1 e C2 são capacitores de detecção diferencial de giroscópio, C3 e C4 são capacitores de demodulação e Vca são amplitudes de onda quadrada. O princípio de funcionamento é: quando a onda quadrada está no meio ciclo positivo, os diodos D2 e D4 são ligados, então o capacitor C1 carrega C4 e C2 carrega C3; Quando a onda quadrada está em meio período positivo, os diodos D1 e D3 são ligados, então o capacitor C1 descarrega para C3 e C2 descarrega para C4. Desta forma, após vários ciclos de onda quadrada, a tensão nos capacitores demodulados C3 e C4 se estabilizará. Sua expressão de tensão é:Para o giroscópio micromecânico de silício estudado neste artigo, sua capacitância estática é da ordem de vários pF, e a variação da capacitância é inferior a 0,5pF, enquanto a capacitância de demodulação usada no circuito é da ordem de 100 pF, portanto há CC0》∆C e C2》∆C2, e o ganho de conversão de tensão do capacitor é obtido pela fórmula simplificada:Onde Kpa é o fator de amplificação do amplificador diferencial, C0 é a capacitância de demodulação, C é a capacitância estática da capacitância de detecção, Vca é a amplitude da portadora e VD é a queda de tensão do diodo.Link de conversão capacitância-tensãoO controle de fase é uma parte importante do controle do giroscópio MEMS. A tecnologia de loop de bloqueio de fase pode rastrear a mudança de frequência do sinal de entrada em sua banda de frequência capturada e bloquear a mudança de fase. Portanto, este artigo usa a tecnologia de loop de bloqueio de fase para inserir o controle de fase do giroscópio, e seu diagrama de blocos de estrutura básica é mostrado na Figura 3.Figura. 3 Diagrama de blocos da estrutura básica do PLLPLL é um sistema de regulação automática de fase de feedback negativo, seu princípio de funcionamento pode ser resumido da seguinte forma: O sinal de entrada externo ui(t) e o sinal de feedback uo(t) de saída do VCO são inseridos no discriminador de fase ao mesmo tempo para completar a comparação de fase dos dois sinais, e a extremidade de saída do discriminador de fase emite um sinal de tensão de erro ud(t) refletindo a diferença de fase θe(t) dos dois sinais; O sinal através do filtro de loop filtrará os componentes de alta frequência e o ruído, obterá um oscilador de controle de tensão uc (t), o oscilador de controle de tensão ajustará a frequência do sinal de saída de acordo com esta tensão de controle, de modo que gradualmente se aproxime à frequência do sinal de entrada e ao sinal de saída final uo(t). Quando a frequência de ui(t) é igual a uo(t) ou um valor estável, o loop atinge um estado bloqueado.Controle automático de ganhoO controle automático de ganho (AGC) é um sistema de feedback negativo de circuito fechado com controle de amplitude, que, combinado com circuito de bloqueio de fase, fornece amplitude e vibração estável de fase para o modo de acionamento do giroscópio. Seu diagrama de estrutura é mostrado na Figura 4.Figura 4. Diagrama de blocos da estrutura de controle automático de ganhoO princípio de funcionamento do controle automático de ganho pode ser resumido da seguinte forma: o sinal ui(t) com as informações de deslocamento da unidade do giroscópio é inserido no link de detecção de amplitude, o sinal de amplitude de deslocamento da unidade é extraído por demodulação de multiplicação e, em seguida, a alta frequência componente e ruído são filtrados por filtro passa-baixa; Neste momento, o sinal é um sinal de tensão CC relativamente puro que caracteriza o deslocamento do acionamento e, em seguida, controla o sinal no valor de referência determinado através de um link PI e emite o sinal elétrico ua(t) que controla a amplitude do acionamento para completar o controle de amplitude.ConclusãoNeste artigo, o circuito de controle do modo de condução do giroscópio MEMS é introduzido, incluindo modelo, conversão de capacitância de desbloqueio, conversão de capacitância-tensão, circuito de bloqueio de fase e controle automático de ganho. Como fabricante de sensores giroscópios MEMS, a Micro-Magic Inc fez pesquisas detalhadas sobre giroscópios MEMS e frequentemente popularizou e compartilhou o conhecimento relevante do giroscópio MEMS. Para uma compreensão mais profunda do giroscópio MEMS, você pode consultar os parâmetros do MG-501 e MG1001.Se você estiver interessado em mais conhecimento e produtos de MEMS, entre em contato conosco. MG502Giroscópio MEMS MG502   

Pontos-chaveProduto: Buscador Norte InercialPrincipais recursos:Componentes: Utiliza um giroscópio MEMS para medir a velocidade angular e calcular a direção do azimute, auxiliado pela compensação de erros de atitude.Função: Fornece medição de azimute em tempo real usando dados de rotação da Terra, com correções para erros de inclinação e rotação.Aplicações: Ideal para navegação em aeronaves, drones e veículos, especialmente em áreas sem cobertura GNSS confiável.Compensação de erros: Erros de atitude (pitch and roll) e erros de instalação do giroscópio são compensados para maior precisão.Conclusão: O buscador norte fornece medições precisas de azimute com erro mínimo, adequadas para navegação e localização de direção em diversas aplicações.1. Princípio de funcionamento do buscador inercial do norteO princípio de funcionamento do buscador inercial do norte é medir a velocidade angular da rotação da Terra usando um giroscópio e, em seguida, calcular o ângulo entre o norte e a direção medida. Suponha que a latitude de S na localização de uma transportadora no hemisfério norte seja φ, e o vetor de velocidade angular Ω da rotação da Terra naquele ponto tenha um componente horizontal para o norte de Ωx0 e um componente vertical para cima de Ωz0, então háSupondo que a portadora seja completamente horizontal e o ângulo entre ela e o norte verdadeiro seja H, a componente no eixo sensível do giroscópio buscador de norte, ou seja, o valor de medição do giroscópio, é:E porque e são conhecidos, o ângulo de azimute pode ser calculado desta forma, ou seja, o valor de saída do buscador norte na condição ideal de portador horizontal absoluto e sem erro de instalação. Na prática, o erro de ângulo de atitude da portadora e o erro de instalação do giroscópio afetarão o valor de medição do giroscópio e resultarão em menor precisão de medição do localizador norte.2. Análise de erro de ângulo de atitude da transportadoraDefina o sistema de coordenadas geoespaciais O-XYZ: o centro de massa da transportadora é O, o eixo X vai para o norte ao longo do meridiano local, o eixo Y vai para oeste ao longo da latitude local e o eixo Z é perpendicular ao plano horizontal local para cima; os planos XOY, YOZ e XOZ são perpendiculares entre si. , dividindo o espaço em oito hexagramas.Para conveniência da análise, assume-se que o centro do giroscópio do buscador norte coincide com o centro de massa do portador. Quando o erro de instalação não é considerado, o eixo de medição do giroscópio do localizador norte coincide com as linhas de cabeça e cauda do transportador. O vetor unitário OM está localizado no eixo sensível do giroscópio, que está à frente ao longo das linhas de cabeça e cauda do portador, e o outro vetor unitário ON é perpendicular ao OM à esquerda. O ângulo de erro de atitude do transportador é definido da seguinte forma: o ângulo de erro de inclinação é o ângulo entre OM e OXb (projeção de OM no plano horizontal), e a frente do transportador é elevada positivamente; O ângulo de erro de rolamento é o ângulo entre ON e OYb (a linha de interseção entre o perfil do transportador e o plano horizontal sobre ON), e o lado esquerdo do transportador é positivo quando levantado. O Ângulo entre OX e OXb é o Ângulo azimutal H. A seguinte relação vertical é facilmente obtida: OYb⊥OXb ⊥OZ, OYb⊥OZ, OXb⊥ oz, ou seja, os planos XbOYb, XbOZ e YbOZ são perpendiculares entre si. Esses três planos podem formar o sistema de coordenadas do espaço transportador O-XbYbZ, conforme mostrado na Figura 1, que pode ser entendido como sendo formado pelo sistema de coordenadas do espaço geográfico O-XYZ girando o ângulo de azimute H no sentido horário.A componente horizontal e a componente vertical da velocidade angular de rotação da Terra no ponto onde a transportadora está localizada são os vetores OA e OB respectivamente, então as coordenadas do ponto A e do ponto B estão no sistema de coordenadas O-XbYbZ. Coordenadas M e coordenadas N são obtidas por geometria analítica espacial. Como os três pontos M, O e N estão todos no plano transportador, a equação MON do plano pode ser obtida de acordo com a expressão do método de pontos do plano:O valor medido do giroscópio do buscador norte é a soma dos valores projetados de OA e OB no eixo sensível OM, conforme mostrado na Fórmula:Esta fórmula é convertida em uma expressão ideal do valor medido quando θ =0°. erro de medição do giroscópio:Pode-se ver que o erro do valor de medição do giroscópio neste momento está relacionado ao ângulo de erro de inclinação, ângulo de azimute H e latitude, e o ângulo de erro de rotação é gerado pela rotação do plano transportador em torno das linhas de cabeça e cauda, isto é, o eixo sensível OM, portanto o ângulo de erro não tem influência no valor medido MOM em OM.3. ResumoHaverá muitas fontes de erros no processo de busca do norte. Em termos de compensação de erros, a Micro-Magic Inc tem buscado tecnologias mais maduras e dispositivos inerciais mais econômicos. No novo localizador norte MEMS para perfuração de mineração NF1000, a função de compensação de atitude é adicionada, bem como o localizador norte econômico NF2000 e o menor localizador norte MEMS de três eixos do mundo NF3000, esperando que você entenda. NF1000Buscador norte dinâmico MEMS de alto desempenho inercial do sistema de navegação -

Pontos-chaveProduto: Método de Posicionamento no Solo com IMU e Câmera FixaPrincipais recursos:Componentes: Unidade de Medição Inercial (IMU) e câmera fixa, montada com segurança para posicionamento estável.Função: Combina medição de atitude de alta precisão da IMU com posicionamento visual da câmera para posicionamento preciso no solo.Aplicações: Adequado para drones, robótica e veículos autônomos.Fusão de dados: integra dados da IMU com imagens de câmeras para determinar coordenadas geográficas precisas.Conclusão: Este método aumenta a precisão e a eficiência do posicionamento, ao mesmo tempo que simplifica a calibração, com potencial para amplas aplicações em diversos campos tecnológicos.IntroduzirMétodo de posicionamento no solo no qual uma unidade de medição inercial (IMU) e uma câmera são instaladas fixamente. Ele combina a medição de atitude de alta precisão da IMU e os recursos de posicionamento visual da câmera para obter um posicionamento no solo eficiente e preciso. Aqui estão as etapas detalhadas do método:Primeiro, instale firmemente a IMU e a câmera para garantir que a posição relativa entre elas permaneça inalterada. Este método de instalação elimina as etapas tediosas de calibração da relação de instalação entre a câmera e a IMU no método tradicional e simplifica o processo de operação.Em seguida, o IMU é usado para medir a aceleração e a velocidade angular da portadora no referencial inercial. A IMU contém um sensor de aceleração e um giroscópio, que pode detectar o status de movimento do portador em tempo real. O sensor de aceleração é responsável por detectar a taxa de aceleração atual, enquanto o giroscópio detecta mudanças na direção, ângulo de rotação e atitude de inclinação do transportador. Esses dados fornecem informações importantes para o cálculo subseqüente de atitude e posicionamento.Em seguida, com base nos dados medidos pela IMU, as informações de atitude da transportadora no sistema de coordenadas de navegação são calculadas por meio de operação integral e algoritmo de solução de atitude. Isto inclui o ângulo de guinada, ângulo de inclinação, ângulo de rotação, etc. do transportador. Devido à alta frequência de atualização do IMU, a frequência operacional pode atingir mais de 100 Hz, podendo fornecer dados de atitude de alta precisão em tempo real.Ao mesmo tempo, a câmera captura pontos característicos do solo ou informações de pontos de referência e gera dados de imagem. Esses dados de imagem contêm informações espaciais ricas e podem ser usados para processamento de fusão com dados IMU.Em seguida, as informações de atitude fornecidas pela IMU são fundidas com os dados de imagem da câmera. Ao combinar os pontos característicos da imagem com pontos conhecidos no sistema de coordenadas geográficas, combinados com os dados de atitude do IMU, a posição precisa da câmera no sistema de coordenadas geográficas pode ser calculada.Finalmente, a matriz de projeção é usada para cruzar a interseção da linha normal para obter a posição espacial do alvo. Este método combina os dados de atitude da IMU e os dados de imagem da câmera para obter uma estimativa precisa da posição espacial do alvo, calculando a matriz de projeção e o ponto de interseção.Através deste método, o posicionamento no solo de alta precisão e eficiência pode ser alcançado. A instalação fixa da IMU e da câmera simplifica o processo de operação e reduz erros de calibração. Ao mesmo tempo, a combinação da alta frequência de atualização da IMU e da capacidade de posicionamento visual da câmera melhora a precisão do posicionamento e o desempenho em tempo real. Este método tem amplas perspectivas de aplicação em áreas como drones, robôs e direção autônoma.Deve-se notar que embora este método tenha muitas vantagens, ele ainda pode ser afetado por alguns fatores em aplicações práticas, como ruído ambiental, interferência dinâmica, etc. Portanto, em aplicações práticas, o ajuste de parâmetros e a otimização precisam ser realizados de acordo a condições específicas para melhorar a estabilidade e a confiabilidade do posicionamento.ResumirO artigo acima descreve o método de posicionamento no solo quando a IMU e a câmera estão instaladas fixamente. Ele descreve brevemente a medição de atitude de alta precisão da IMU e as capacidades de posicionamento visual da câmera, e pode alcançar um posicionamento no solo eficiente e preciso. O MEMS IMU desenvolvido independentemente pela Micro-Magic Inc tem precisão relativamente alta, como U3000 e U7000, que são mais precisos e são produtos de nível de navegação. Ele pode localizar e orientar com precisão. Se você quiser saber mais sobre a IMU, entre em contato com nossos técnicos profissionais o mais rápido possível.U7000Rs232/485 Giroscópio Imu Para - Radar/plataforma de estabilização de antena infravermelha U3000Sensor IMU MEMS IMU3000 Precisão 1 Saída Digital RS232 RS485 TTL Modbus Opcional 

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro de Quartzo Q-FlexPrincipais recursos:Componentes: Design de pêndulo de quartzo de alta pureza com sistema de feedback de circuito fechado para medições precisas de aceleração.Função: Fornece dados de aceleração precisos e estáveis, com baixo ruído e boa estabilidade a longo prazo, especialmente eficazes em operação em circuito fechado.Aplicações: Ideal para navegação de aeronaves e controle de atitude, exploração geológica e ambientes industriais que exigem medições inerciais precisas.Método de medição: Medição de resposta de frequência em circuito fechado, garantindo estimativa confiável de parâmetros de amortecimento e desempenho preciso.Conclusão: O acelerômetro Q-Flex oferece alta precisão e estabilidade, tornando-o valioso para aplicações de navegação, controle e medição industrial.O acelerômetro Q-Flex é uma espécie de dispositivo de medição inercial, que utiliza o pêndulo de quartzo para medir a aceleração do objeto pela característica de desvio da posição de equilíbrio pela força inercial. Graças ao coeficiente de baixa temperatura do material de quartzo de alta pureza e características estruturais estáveis, o acelerômetro Q-Flex tem alta precisão de medição, baixo ruído de medição, boa estabilidade a longo prazo e é amplamente utilizado no controle de atitude, navegação e orientação de aeronaves, bem como exploração geológica e outros ambientes industriais.1. Método de detecção para acelerômetro Q-FlexQuando o sistema é de malha aberta, porque o sistema não pode produzir momento de feedback, o conjunto do pêndulo está sujeito a um momento de inércia fraco ou ao momento ativo do conversor de torque, o pêndulo de quartzo toca facilmente o ferro da forquilha e o fenômeno saturado, o que o torna é muito difícil testar os parâmetros de amortecimento em malha aberta, portanto, os parâmetros de amortecimento são considerados medidos no estado de malha fechada do sistema.As características de frequência de malha fechada do sistema de controle refletem a variação da amplitude e da fase do sinal de saída com a frequência do sinal de entrada. A resposta de frequência do sistema estabilizado está na mesma frequência do sinal de entrada, e sua amplitude e fase são funções da frequência, portanto, a curva característica amplitude-fase da resposta de frequência pode ser aplicada para determinar o modelo matemático do sistema . Para obter os parâmetros reais de amortecimento do acelerômetro, é utilizado o método de medição da resposta em frequência em malha fechada.No método de medição de resposta de frequência em circuito fechado, o acelerômetro é fixado na mesa de vibração horizontal no estado de “pêndulo”, de modo que a direção de entrada de aceleração da mesa de vibração esteja alinhada com o eixo sensível do acelerômetro e o acelerômetro seja colocado horizontalmente no estado de “pêndulo”, o que pode eliminar a assimetria da força gravitacional na aceleração de entrada. A colocação horizontal do acelerômetro no “estado pêndulo” elimina o efeito da gravidade na assimetria da aceleração de entrada.Fig.1 Amplitude do circuito fechado Curva característica de frequência do qfasAo controlar o agitador horizontal, um sinal de aceleração senoidal de 6 g (g é a aceleração da gravidade, 1 g ≈ 9,8 m/s2), com frequência crescente gradualmente de 0 a 600 Hz, é aplicado ao acelerômetro Q-Flex, que pode refletir a atenuação de amplitude e o atraso de fase da saída do acelerômetro dentro da faixa de projeto e largura de banda do acelerômetro. O acelerômetro produzirá a saída correspondente sob a ação da mesa vibratória, o registrador de alta taxa de amostragem conectado a ambos os lados da resistência de amostragem, registrando a saída do acelerômetro e traçando a curva característica de amplitude-frequência mostrada na Figura 1.Na banda passante da curva característica amplitude-frequência do acelerômetro, o acelerômetro flexural de quartzo mantém uma boa capacidade de acompanhamento de aceleração, com o aumento da frequência de aceleração de entrada, o pico de ressonância do sistema em 565Hz, o pico de ressonância é Mr = 32dB, a frequência de corte do sistema é 582Hz, a amplitude do sistema na frequência começou a produzir mais de 3dB de atenuação. Como a inércia rotacional, a rigidez e o restante dos parâmetros da malha de servocontrole do acelerômetro Q-Flex são conhecidos, as características de amplitude-frequência do sistema são usadas para resolver o parâmetro desconhecido δ. A função de transferência em malha fechada do sistema é dada comoEquação 1O método dos mínimos quadrados estima os parâmetros do modelo com base nos dados reais observados, e um conjunto de dados de amplitude de frequência é obtido gerando uma entrada de aceleração externa através de um agitador horizontal, que é medido por um registro de caneta, conforme mostrado na Tabela 1.Tab.1 Amplitudes de FrequênciaamostragemdadosdeqfasA função de resposta amplitude-frequência do sistema acelerômetro flexural de quartzo com parâmetros conhecidos é a função objetivo, e a soma residual dos quadrados com parâmetros desconhecidos é estabelecida comoEquação 2Onde n é o número de pontos característicos selecionados. Usando a equação acima, um valor adequado de δ é selecionado para que D(δ) tenha o valor mínimo. O coeficiente de amortecimento desejado é obtido como δ=7,54×10-4N·m·s/rad usando ajuste de mínimos quadrados.O modelo de simulação de circuito fechado do sistema é estabelecido, e o coeficiente de amortecimento é substituído no modelo da cabeça do acelerômetro flexural de quartzo e o sistema é simulado, e a curva característica amplitude-frequência do sistema é traçada conforme mostrado na Fig. que está mais próximo da curva medida.Fig.2 Característica de frequência de amplitude de realidade e saída de simulação paramétricaAlguns estudos resolveram a distribuição de amortecimento do filme piezoelétrico na superfície do pêndulo pelo método da diferença no domínio do tempo finito, e o coeficiente de amortecimento do filme piezoelétrico do pêndulo é 1,69×10-4N·m·s/rad, que indica que o coeficiente de amortecimento obtido pela identificação da resposta amplitude-frequência do sistema tem a mesma ordem de grandeza do valor teórico calculado, e o erro se origina do amortecimento do material da estrutura mecânica, o erro de montagem durante instalação e teste, erro de entrada do shaker e outros fatores ambientais. fatores ambientais.2.ConclusãoA Micro-Magic Inc fornece acelerômetros de quartzo de alta precisão, como AC-5, com pequeno erro e alta precisão, que têm uma estabilidade de polarização de 5μg, repetibilidade do fator de escala de 50 ~ 100ppm e um peso de 55g, e podem ser amplamente usado nas áreas de perfuração de petróleo, sistema de medição de microgravidade de transportadores e navegação inercial. AC5Grande faixa de medição 50g Acelerômetro de pêndulo de quartzo Acelerômetro flexível de quartzo 

Pontos-chaveProduto: Soluções de navegação integrada GNSS/INSPrincipais recursos:Componentes: O sistema integrado inclui receptor GNSS, Unidade de Medição Inercial (IMU) e sensores opcionais como LiDAR ou hodômetros.Função: Mantém a precisão e a estabilidade durante a perda de sinal GNSS usando sensores adicionais ou restrições de estado de movimento como ZUPT.Aplicações: Ideal para navegação urbana, mineração, exploração de petróleo e outros ambientes com possíveis obstruções de sinal.Navegação Inercial: Utiliza giroscópios e acelerômetros para medir posição, velocidade e aceleração.Conclusão: O design do sistema integrado está evoluindo, com soluções que melhoram a robustez em ambientes desafiadores, ao mesmo tempo que equilibram custos e complexidade.Num sistema de navegação integrado GNSS/INS, as medições GNSS desempenham um papel crítico na correção do INS. Portanto, o bom funcionamento do sistema integrado depende da continuidade e estabilidade dos sinais dos satélites. No entanto, quando o sistema opera sob viadutos, copas de árvores ou dentro de edifícios urbanos, os sinais de satélite podem ser facilmente obstruídos ou interferidos, levando potencialmente a uma perda de bloqueio no receptor GNSS. Este artigo discute soluções para manter a precisão e estabilidade dos sistemas de navegação integrados GNSS/INS quando os sinais dos satélites são perdidos.Quando o sinal do satélite fica indisponível por um longo período, a falta de correções GNSS faz com que os erros INS se acumulem rapidamente, especialmente em sistemas com unidades de medição inercial de menor precisão. Este problema leva a um declínio na precisão, estabilidade e continuidade da operação do sistema integrado. Consequentemente, é essencial resolver este problema para aumentar a robustez do sistema integrado em ambientes tão complexos.1.Duas soluções principais para lidar com a perda de sinal de GNSS/INSAtualmente, existem duas soluções principais para enfrentar o cenário de perda de sinal de satélite.Solução 1: Integrar Sensores AdicionaisPor um lado, sensores adicionais podem ser integrados ao sistema GNSS/INS existente, como odômetros, LiDAR, sensores astronômicos e sensores visuais. Assim, quando a perda de sinal do satélite torna o GNSS indisponível, os sensores recentemente adicionados podem fornecer informações de medição e formar um novo sistema integrado com o INS para suprimir a acumulação de erros do INS. Os problemas com esta abordagem incluem o aumento dos custos do sistema devido aos sensores adicionais e à complexidade potencial do projeto se os novos sensores exigirem modelos de filtragem complexos.Fig.1 Visão geral do sistema de navegação integrado GNSS IMU ODO LiDAR SLAM.Solução 2: Tecnologia ZUPTPor outro lado, um modelo de posicionamento com restrições de estado de movimento pode ser estabelecido com base nas características de movimento do veículo. Este método não requer a adição de novos sensores ao sistema integrado existente, evitando assim custos adicionais. Quando o GNSS não está disponível, as novas informações de medição são fornecidas pelas restrições de estado de movimento para suprimir a divergência INS. Por exemplo, quando o veículo está parado, a tecnologia de atualização de velocidade zero (ZUPT) pode ser aplicada para suprimir o acúmulo de erros INS.ZUPT é um método de baixo custo e comumente usado para mitigar a divergência do INS. Quando o veículo está parado, a velocidade do veículo deveria teoricamente ser zero. Porém, devido ao acúmulo de erros INS ao longo do tempo, a velocidade de saída não é zero, portanto a velocidade de saída INS pode ser usada como uma medida do erro de velocidade. Assim, com base na restrição de que a velocidade do veículo seja zero, uma equação de medição correspondente pode ser estabelecida, fornecendo informações de medição para o sistema integrado e suprimindo o acúmulo de erros INS.Fig.2 O fluxograma do algoritmo GNSSIMU baseado em ZUPT fortemente acoplado ao CERAV.No entanto, a aplicação do ZUPT exige que o veículo esteja parado, tornando-o uma tecnologia estática de atualização de velocidade zero que não pode fornecer informações de medição durante as manobras normais do veículo. Em aplicações práticas, isto exige que o veículo pare frequentemente a partir de um estado de movimento, reduzindo a sua manobrabilidade. Além disso, o ZUPT exige a detecção precisa dos momentos estacionários do veículo. Se a detecção falhar, informações de medição incorretas poderão ser fornecidas, levando potencialmente à falha deste método e até mesmo fazendo com que a precisão do sistema integrado diminua ou divirja.ConclusãoA perda de sinais de satélite pode causar rápida acumulação de erros no INS, particularmente em ambientes complexos como áreas urbanas. Duas soluções principais são apresentadas: adicionar sensores adicionais, como LiDAR ou sensores visuais, para fornecer medições alternativas, ou usar restrições de estado de movimento como a tecnologia Zero-Velocity Update (ZUPT) para corrigir erros de INS. Cada abordagem tem suas próprias vantagens e desafios, com a integração de sensores aumentando os custos e a complexidade, enquanto o ZUPT exige que o veículo esteja parado e detectado com precisão para ser eficaz.A Micro-Magic Inc está na vanguarda da tecnologia de navegação inercial e lançou recentemente três produtos MEMS INS auxiliados por GNSS com vários níveis de precisão (nível industrial, nível tático e nível de navegação). Notavelmente, o MEMS GNSS/INS I3500 de nível industrial apresenta uma instabilidade de polarização de 2,5°/h e um passeio aleatório angular de 0,028°/√hr, juntamente com um acelerômetro MEMS de alta precisão com uma grande faixa (±6g, instabilidade de polarização zero

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro MEMS de alta precisão ACM 1200Características:Estabilidade de polarização: 100 mg para deslocamento confiável de zero gResolução: 0,3 mg para medições precisasFaixa de temperatura: Calibrada de fábrica de -40°C a +80°CAplicações: Projetado para monitoramento de inclinação em estruturas hidráulicas, engenharia civil e infraestruturaVantagens: Alta precisão (precisão de inclinação de 0,1°), eficaz em ambientes dinâmicos, atende critérios-chave como baixo ruído, repetibilidade e sensibilidade de eixo cruzado, melhorando a confiabilidade e o desempenho a longo prazo em sistemas de detecção de inclinação.No campo dos sistemas MEMS, os acelerômetros capacitivos tornaram-se uma tecnologia fundamental para detecção de inclinação ou inclinação. Estes dispositivos, essenciais para diversas aplicações industriais e de consumo, enfrentam desafios significativos, especialmente em ambientes dinâmicos onde a vibração e o choque são predominantes. Alcançar alta precisão, como precisão de inclinação de 0,1°, requer abordar uma série de especificações técnicas e fatores de erro. Este artigo investiga os principais critérios e soluções para detecção de inclinação eficaz usando acelerômetros MEMS.1. Critérios-chave para detecção precisa de inclinaçãoEstabilidade de polarização: A estabilidade de polarização refere-se à capacidade do acelerômetro de manter um deslocamento consistente de zero g ao longo do tempo. A alta estabilidade de polarização garante que as leituras do sensor permaneçam confiáveis e não desviem, o que é crucial para manter a precisão nas medições de inclinação. Compensação de sobretemperatura: variações de temperatura podem causar alterações no deslocamento de zero g do acelerômetro. Minimizar essas mudanças, conhecidas como compensação de temperatura, é essencial para manter a precisão em diferentes condições operacionais.Baixo ruído: O ruído nas leituras do sensor pode afetar significativamente a precisão das medições de inclinação. Acelerômetros de baixo ruído são vitais para obter leituras de inclinação precisas e estáveis, especialmente em ambientes estáticos.Repetibilidade: A repetibilidade refere-se à capacidade do sensor de produzir a mesma saída sob condições idênticas em vários testes. A alta repetibilidade garante um desempenho consistente, o que é fundamental para uma detecção confiável de inclinação.Retificação de vibração: Em ambientes dinâmicos, a vibração pode distorcer os dados de inclinação. A retificação eficaz da vibração minimiza o impacto dessas perturbações, permitindo medições precisas de inclinação mesmo quando o sensor está sujeito a vibrações externas.Sensibilidade do eixo cruzado: Este parâmetro mede o quanto a saída do sensor é afetada pelas acelerações perpendiculares ao eixo de medição. A baixa sensibilidade do eixo cruzado é essencial para garantir que o acelerômetro responda com precisão à inclinação apenas ao longo do eixo pretendido.2.Desafios em Ambientes DinâmicosAmbientes dinâmicos representam desafios significativos para acelerômetros MEMS em aplicações de detecção de inclinação. A vibração e o choque podem introduzir erros que corrompem os dados de inclinação, levando a imprecisões significativas nas medições. Por exemplo, conseguir 1° é mais viável. Compreender o desempenho do sensor e as condições ambientais da aplicação é crucial para otimizar a precisão da medição de inclinação.3.Fontes de erros e estratégias de mitigaçãoVárias fontes de erro podem afetar a precisão dos acelerômetros MEMS na detecção de inclinação: Precisão e mudança de polarização zero-g: Erros de polarização zero-g podem surgir de soldagem, alinhamento do gabinete da PCB e mudanças de temperatura. A calibração pós-montagem pode reduzir esses erros.Precisão de Sensibilidade e Tempco: Variações na sensibilidade devido a mudanças de temperatura devem ser minimizadas para garantir leituras precisas.Não linearidade: As respostas não lineares podem distorcer as medições e precisam ser corrigidas por meio de calibração.Histerese e estabilidade a longo prazo: A histerese e a estabilidade ao longo da vida útil do sensor podem afetar a precisão. Essas questões são frequentemente abordadas por meio de práticas de fabricação e design de alta qualidade.Umidade e dobra de PCB: Fatores ambientais, como umidade e tensões mecânicas de dobra de PCB, podem introduzir erros adicionais. A manutenção in-situ e os controles ambientais são necessários para mitigar esses efeitos.Por exemplo, o Acelerômetro MEMS de Alta Precisão ACM 1200 é adaptado especificamente para aplicações de inclinação. Possui estabilidade de polarização de 100 mg e resolução de 0,3 mg A calibração de fábrica caracteriza toda a cadeia de sinal do sensor quanto à sensibilidade e polarização em uma faixa de temperatura especificada (normalmente -40°C a +80°C), garantindo alta precisão e confiabilidade em instalação. É adequado para instalação de longo prazo em estruturas hidráulicas, como barragens de concreto, barragens de painel e barragens de terra e rocha, bem como em edifícios civis e industriais, estradas, pontes, túneis, leitos de estradas e fundações de engenharia civil. Facilita a medição de mudanças de inclinação e permite a coleta automatizada de dados de medição.4. ConclusãoOs acelerômetros capacitivos MEMS são essenciais para obter uma detecção precisa de inclinação, mas devem superar vários desafios, especialmente em ambientes dinâmicos. Critérios-chave como estabilidade de polarização, compensação de temperatura, baixo ruído, repetibilidade, retificação de vibração e sensibilidade do eixo cruzado desempenham papéis críticos para garantir medições precisas. Abordar fontes de erro por meio de calibração e empregar soluções integradas como iSensors pode melhorar significativamente o desempenho e a confiabilidade dos sistemas de detecção de inclinação. À medida que a tecnologia avança, estes sensores continuarão a evoluir, oferecendo ainda maior precisão e robustez para uma ampla gama de aplicações. ACM1200Tipo atual da indústria do elevado desempenho fábrica do sensor do acelerômetro de Mems  

Pontos-chaveProduto: MEMS IMU UF300A da Micro-Magic Inc (grau de navegação) vs UF100A (grau tático).Recursos do UF300A de nível de navegação:Tamanho: Compacto para diversas aplicaçõesGiroscópio: repetibilidade de polarização