APLICAÇÕES

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de Fibra Óptica (FOG)Principais características:Componentes: Baseado 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 de objetos em movimento.Aplicações: Amplamente utilizado no setor militar (ex.: orientação de mísseis, navegação de tanques) e em expansão para o setor civil (ex.: 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 a navegação de alta precisão, com um potencial de crescimento promissor em diversas aplicações.mercado da indústria de giroscópios de fibra ópticaCom suas vantagens exclusivas, o giroscópio de fibra óptica apresenta um amplo potencial de desenvolvimento no campo da medição precisa de grandezas físicas. Portanto, explorar a influência dos dispositivos ópticos e do ambiente físico no desempenho dos giroscópios de fibra óptica, bem como suprimir o ruído de intensidade relativa, tornaram-se as tecnologias-chave para a obtenção de giroscópios de fibra óptica de alta precisão. Com o aprofundamento das pesquisas, o giroscópio de fibra integrado, com alta precisão e miniaturização, terá um desenvolvimento e aplicações significativos.O giroscópio de fibra óptica é um dos principais dispositivos na área de tecnologia inercial atualmente. Com o aprimoramento do nível técnico, a escala de aplicação do giroscópio de fibra óptica continuará a se expandir. Como componente central dos giroscópios de fibra óptica, a demanda de mercado também crescerá. Atualmente, os anéis de fibra óptica de alta qualidade da China ainda precisam ser importados e, diante da tendência geral de substituição por produtos nacionais, a competitividade central das empresas chinesas de anéis de fibra óptica e suas capacidades independentes de pesquisa e desenvolvimento ainda precisam ser aprimoradas.Atualmente, o anel de fibra óptica é usado principalmente na área militar, mas com a expansão da aplicação do giroscópio de fibra óptica para o setor civil, a proporção de uso do anel de fibra óptica na área civil aumentará ainda mais.De acordo com o "Relatório de Análise e Pesquisa de Mercado da Indústria de Giroscópios de Fibra Óptica da China 2022-2027":O giroscópio de fibra óptica é um elemento sensível baseado em uma 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 giroscópio de fibra óptica moderno é um instrumento capaz de determinar com precisão a orientação de objetos em movimento. É um instrumento de navegação inercial amplamente utilizado nas indústrias de aviação, navegação, aeroespacial e de defesa nacional. Seu desenvolvimento é de grande importância estratégica para a indústria, a defesa nacional e outros avanços tecnológicos de um país.O giroscópio de fibra óptica é um novo sensor de fibra óptica totalmente em estado sólido baseado no efeito Sagnac. De acordo com seu modo de operação, os giroscópios de fibra óptica podem ser divididos em giroscópios interferométricos de fibra óptica (I-FOG), giroscópios ressonantes de fibra óptica (R-FOG) e giroscópios de fibra óptica com espalhamento Brillouin estimulado (B-FOG). Em termos de precisão, os giroscópios de fibra óptica podem ser classificados em: nível tático básico, nível tático avançado, 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 é utilizada em aplicações militares: atitude de caças e mísseis, navegação de tanques, medição de rumo de submarinos, veículos de combate de infantaria, entre outras. O uso civil se concentra principalmente em navegação automotiva e aeronáutica, levantamento topográfico de pontes, perfuração de petróleo e outras áreas.Dependendo da precisão do giroscópio de fibra óptica, suas aplicações variam de armamentos e equipamentos estratégicos a aplicações civis de uso comercial. Giroscópios de fibra óptica de média e alta precisão são utilizados principalmente em armamentos e equipamentos de ponta, como o setor aeroespacial, enquanto giroscópios de fibra óptica de baixo custo e baixa precisão são utilizados principalmente em exploração de petróleo, controle de atitude de aeronaves agrícolas, robótica e muitas outras áreas civis com baixos requisitos de 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 a redução de custos desses dispositivos têm sido aceleradas.ResumoO giroscópio de fibra óptica da Micro-Magic Inc. é principalmente um giroscópio tático de média precisão. Comparado com outros fabricantes, apresenta baixo custo, longa vida útil e preço bastante competitivo, além de uma ampla gama de aplicações, incluindo os modelos GF50 e GF-60, que são muito populares. Para mais detalhes técnicos, clique na página de informações.GF50Giroscópio de fibra óptica de padrão militar de precisão média e eixo único GF60Giroscópio de fibra óptica de eixo único, giroscópio de fibra óptica de baixa potência, taxa angular IMU para navegação. 

Pontos-chaveProduto: Acelerômetros de Alta TemperaturaPrincipais características:Componentes: Projetados com materiais e tecnologias avançadas, como estruturas de quartzo amorfo para maior estabilidade.Função: Fornecer dados confiáveis ​​e precisos em ambientes extremos, cruciais para a segurança e o desempenho.Aplicações: Essencial nas indústrias de petróleo e gás (sistemas MWD), aeroespacial (monitoramento estrutural), testes automotivos (avaliações de colisões e desempenho) e diversos setores industriais.Integridade dos dados: Capaz de operar sob altas temperaturas e vibrações, garantindo desempenho contínuo e tempo de inatividade mínimo.Conclusão: Os 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 terá sucesso ou fracassará.A Ericco tem fornecido produtos de sensoriamento 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?Os acelerômetros de alta temperatura são projetados para suportar condições extremas e fornecer dados precisos em setores exigentes, como o aeroespacial e o de petróleo e gás. Essencialmente, seu objetivo é funcionar com eficácia em ambientes desafiadores, incluindo ambientes subterrâneos e temperaturas extremas.Os fabricantes de acelerômetros para altas temperaturas empregam tecnologias específicas para garantir a confiabilidade dos sensores em condições extremas. Por exemplo, o acelerômetro de quartzo da Micro-Magic Inc. para petróleo e gás comprovou seu alto desempenho. Este modelo utiliza uma estrutura de massa de prova de quartzo amorfo que reage à aceleração por meio de movimento de flexão, garantindo excelente estabilidade em termos de viés, fator de escala e alinhamento dos eixos.2. Como são utilizados os acelerômetros de alta temperatura?Acelerômetros de alta temperatura são vitais em indústrias onde os equipamentos precisam suportar condições extremas. Seu design robusto e tecnologia avançada permitem que operem de forma confiável em ambientes hostis, fornecendo dados cruciais que aumentam a segurança, a eficiência e o desempenho. Veja a seguir uma análise mais detalhada de suas aplicações e importância:2.1 Indústria de Petróleo e GásNa indústria de petróleo e gás, os acelerômetros de alta temperatura são componentes essenciais dos sistemas de Medição Durante a Perfuração (MWD). A MWD é uma técnica de perfilagem de poços que utiliza sensores dentro da coluna de perfuração para fornecer dados em tempo real, guiando a perfuração e otimizando as operações. Esses acelerômetros podem suportar o calor intenso, choques e vibrações encontrados em grandes profundidades. Ao fornecer medições precisas, eles contribuem para o sucesso da perfuração.Otimize as operações de perfuração: Forneça dados precisos sobre a orientação e a posição da broca, auxiliando em uma perfuração eficiente e precisa.Aumente a segurança: detecte vibrações e choques que possam indicar problemas potenciais, permitindo intervenção oportuna e prevenção de acidentes.Aumente a eficiência: reduza o tempo de inatividade fornecendo dados contínuos e confiáveis ​​que ajudam a prevenir falhas operacionais e interrupções dispendiosas.Figura 1. Acelerômetros de alta temperatura2.2 AeroespacialNa indústria aeroespacial, acelerômetros de alta temperatura são usados ​​para monitorar o desempenho e a integridade estrutural de aeronaves. Eles podem suportar as condições extremas de voo, incluindo altas temperaturas e vibrações intensas, e são cruciais paraMonitoramento da integridade estrutural: Medição de vibrações e tensões em componentes de aeronaves, garantindo que permaneçam dentro dos limites de segurança.Desempenho do motor: Monitore as vibrações nos motores de aeronaves para detectar anomalias e prevenir falhas no motor.Testes de voo: Fornecem dados precisos sobre a dinâmica da aeronave durante os voos de teste, auxiliando no desenvolvimento e aprimoramento dos 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 em condições extremas. Eles são particularmente úteis para:Testes de colisão: Monitorar as forças de aceleração e desaceleração durante os testes de colisão para avaliar a segurança e a resistência do veículo a impactos.Testes de Alto Desempenho: Medição de vibrações e tensões em veículos de alto desempenho para garantir que os componentes suportem condições extremas de condução.Testes de durabilidade: Avaliam a durabilidade a longo prazo de 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 utilizados em diversas outras aplicações industriais onde os equipamentos operam em condições extremas. Essas aplicações incluem:Geração de energia: Monitorar vibrações em turbinas e outros equipamentos para garantir o desempenho ideal e prevenir falhas.Fabricação: Medir vibrações e tensões em máquinas pesadas para manter a eficiência operacional e a segurança.Robótica: Fornecer dados precisos sobre os movimentos e as tensões sofridas por robôs que operam em ambientes de alta temperatura, como os utilizados em soldagem ou fundições.3. Acelerômetros de alta temperatura da Micro-Magic Inc.A Micro-Magic Inc. se destaca no projeto e fabricação de acelerômetros de alta temperatura que atendem às exigências rigorosas dessas indústrias. Oferecemos soluções personalizadas para exploração de energia e outras aplicações em altas temperaturas. Esses acelerômetros apresentam:Saída analógica: Para fácil integração com sistemas existentes.Opções de montagem: Flanges quadradas ou redondas para atender a diferentes necessidades de instalação.Alcance ajustável em campo: Permite a personalização para atender a requisitos específicos da aplicação.Sensores de temperatura internos: Para compensação térmica, garantindo medições precisas apesar das variações de temperatura.Além disso, o acelerômetro de quartzo da Micro-Magic Inc. para petróleo e gás comprovou seu alto desempenho. Este modelo utiliza uma estrutura de massa de prova de quartzo amorfo que reage à aceleração por meio de movimento de flexão, garantindo excelente estabilidade em termos de viés, fator de escala e alinhamento do eixo.Alguns acelerômetros para altas temperaturas também incorporam amplificadores externos para proteger o sensor contra danos causados ​​pelo calor.Recomendamos o AC1 para o setor de petróleo e gás, cuja temperatura de operação é de -55 a +85 °C, com uma faixa de entrada de ±50 g e repetibilidade de polarização.

Pontos-chave Produto: Giroscópio de Fibra Óptica GF70ZKPrincipais características:Componentes: Utiliza 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 plataformas e sistemas de posicionamento em veículos aeroespaciais e autônomos.Desempenho: Estabilidade de viés zero entre 0,01 e 0,02, otimizada para atender 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 diversos setores.1. O que é navegação inercial?Para entender o que é navegação inercial, primeiro precisamos dividir a expressão em duas partes: navegação + inércia.Em termos simples, a navegação resolve o problema de ir de um lugar para outro, indicando a direção, geralmente por meio de uma bússola.A inércia, originalmente derivada da mecânica newtoniana, refere-se à propriedade de um objeto que o faz manter seu estado de movimento. Ela tem a função de registrar as informações sobre o 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 revestida de ladrilhos, caminhando sobre eles até o outro lado de acordo com certas regras. Um passo para a frente, três para a esquerda, cinco para a frente, dois para a direita… Cada passo corresponde ao comprimento de um ladrilho, e quem está fora da sala pode obter a trajetória completa do movimento desenhando o comprimento e o percurso correspondentes em um papel. Essa pessoa não precisa ver a sala para saber a posição, a velocidade, etc., da criança.O princípio básico da navegação inercial e de alguns outros tipos de navegação é basicamente o seguinte: conheça sua posição inicial, sua orientação inicial (atitude), a direção e o sentido do movimento a cada instante e avance um pouco. Some tudo isso (correspondendo à operação de integração matemática) e você obterá sua orientação, posição e outras informações.Então, como obter a orientação (atitude) e a posição atuais de um objeto em movimento? É preciso usar muitos sensores; na navegação inercial, utilizam-se instrumentos inerciais: acelerômetro e giroscópio.A navegação inercial utiliza giroscópio e acelerômetro para medir a velocidade angular e a aceleração do veículo no referencial inercial, integrando e calculando o tempo para obter a velocidade e a posição relativa, e transformando-as para o sistema de coordenadas de navegação, de modo que a posição atual do veículo possa ser obtida combinando-se as informações da posição inicial.A navegação inercial é um sistema de navegação interno de circuito fechado, sem entrada de dados externos para corrigir erros durante o movimento da embarcação. Portanto, um único sistema de navegação inercial só pode ser usado por curtos períodos de navegação. Para sistemas que operam por longos períodos, é necessário corrigir periodicamente os erros internos acumulados por meio de navegação por satélite.2. Giroscópios na navegação inercialA tecnologia de navegação inercial é amplamente utilizada em aeroespacial, navegação por satélite, drones e outros campos devido à sua alta capacidade de ocultação e autonomia completa na obtenção de informações de movimento. Especialmente em microdrones e direção autônoma, a tecnologia de navegação inercial pode fornecer informações precisas de direção e velocidade, desempenhando um papel insubstituível em condições complexas ou quando outros sinais auxiliares de navegação externos falham, permitindo que a navegação autônoma obtenha medições confiáveis ​​de atitude e posição no ambiente. Como um componente importante no sistema de navegação inercial, o giroscópio de fibra óptica desempenha um papel decisivo em 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,O modulador, o anel de fibra óptica e outros componentes discretos resultam em grande volume e alto custo, o que limita consideravelmente sua aplicação em micro UAVs, veículos não tripulados e outras áreas, impedindo que a miniaturização e o baixo custo sejam atendidos. Embora o giroscópio MEMS possa atingir a miniaturização, sua precisão é baixa. Além disso, possui partes móveis, baixa resistência a choques e vibrações, e é difícil de ser aplicado em ambientes hostis.3 ResumoO giroscópio de fibra óptica GF70ZK da Micro-Magic Inc. foi especialmente projetado de acordo com o conceito dos giroscópios de fibra óptica tradicionais, apresentando dimensões reduzidas de 70*70*32mm; peso leve, inferior ou igual a 250g; baixo consumo de energia, inferior ou igual a 4W; inicialização rápida, com tempo de apenas 5s; este giroscópio de fibra óptica é fácil de operar e usar, sendo amplamente utilizado em sistemas de navegação inercial (INS), unidades de medição inercial (IMU), sistemas de posicionamento, sistemas de localização do norte, estabilidade de plataformas e outras áreas.A estabilidade de polarização zero do nosso GF80 situa-se entre 0,01 e 0,02. A principal diferença entre estes dois giroscópios de fibra óptica reside na faixa de medição. O nosso giroscópio de fibra óptica pode ser utilizado em navegação inercial, e a sua escolha deve ser feita com base no valor de precisão e na faixa de medição desejada. Para obter mais informações técnicas, entre em contato conosco a qualquer momento.GF70ZKSensores giroscópicos de fibra óptica, localizador norte, navegação inercial, sistema de referência de atitude/azimute. G-F80Sensores giroscópicos de fibra óptica em miniatura, tamanho compacto de 80 mm. 

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro de flexão de quartzoPrincipais características:Componentes: Utiliza 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 no fator de escala (menos de 0,1%) em condições de vácuo, garantindo precisão e confiabilidade.Conclusão: Oferece desempenho robusto para aplicações orbitais de longa duração, tornando-o adequado para requisitos aeroespaciais de alta precisão.O acelerômetro flexível de quartzo apresenta alta sensibilidade e baixo ruído, sendo adequado para medir acelerações estáticas e dinâmicas. Pode ser utilizado como sensor sensível à aceleração para monitorar ambientes de microvibração em órbitas de espaçonaves. Este artigo aborda principalmente o efeito de ambientes de baixa pressão sobre o acelerômetro flexível de quartzo.O diafragma sensível do acelerômetro de quartzo sofre efeitos de amortecimento da membrana quando em movimento no ar, o que pode causar alterações no desempenho do sensor (fator de escala e ruído) em ambientes de baixa pressão. Isso pode afetar a acurácia e a precisão da medição da aceleração de microvibrações em órbita. Portanto, é necessário analisar esse efeito e apresentar uma conclusão sobre a viabilidade do uso a longo prazo de acelerômetros flexíveis de quartzo em ambientes de alto vácuo.Figura 1: Acelerômetros de quartzo em órbitas de espaçonaves1. Análise de amortecimento em ambientes de baixa pressãoQuanto mais tempo o acelerômetro flexível de quartzo opera em órbita, maior é o vazamento de ar dentro da embalagem, resultando em menor pressão do ar até que atinja o equilíbrio com o vácuo espacial. O livre percurso médio das moléculas de ar aumenta continuamente, aproximando-se ou mesmo ultrapassando 30 μm, e o estado do fluxo de ar transita gradualmente de fluxo viscoso para fluxo viscoso-molecular. Quando a pressão cai abaixo de 10² Pa, entra no estado de fluxo molecular. O amortecimento do ar torna-se cada vez menor e, no estado de fluxo molecular, é quase zero, restando apenas o amortecimento eletromagnético para o diafragma flexível de quartzo do acelerômetro.Para acelerômetros flexíveis de quartzo que precisam operar por longos períodos em ambientes de baixa pressão ou vácuo no espaço, vazamentos significativos de gás durante a vida útil da missão podem reduzir consideravelmente o coeficiente de amortecimento da membrana. Isso altera 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 sofrer alterações, afetando potencialmente a precisão e a exatidão das medições. Portanto, é necessário realizar testes de viabilidade para avaliar o desempenho de acelerômetros flexíveis de quartzo em ambientes de baixa pressão e comparar os resultados para determinar o impacto dessas condições na precisão das medições.2. Impacto de ambientes de baixa pressão no fator de escala de acelerômetros de flexão de quartzoCom base na análise dos princípios de funcionamento e ambientes de aplicação de acelerômetros flexíveis de quartzo, sabe-se que o produto é encapsulado a uma pressão de 1 atmosfera e que o ambiente de aplicação é um vácuo orbital terrestre baixo (grau de vácuo de aproximadamente 10⁻⁵ a 10⁻⁶ Pa) a uma distância de 500 km do solo. Os acelerômetros flexíveis de quartzo normalmente utilizam tecnologia de vedação com resina epóxi, com uma taxa de vazamento geralmente garantida de 1,0 × 10⁻⁴ Pa·L/s. Em um ambiente de vácuo, o ar interno vaza lentamente, com a pressão caindo para 0,1 atmosfera (fluxo viscoso-molecular) após 30 dias e para 10⁻⁵ Pa (fluxo molecular) após 330 dias.O impacto do amortecimento do ar em 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 de 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 utiliza o método de inclinação gravitacional para calibração estática. No conjunto do pêndulo do acelerômetro, em um ambiente com ar, a força normal sobre o pêndulo 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 sofre 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 que faz com que a pressão dentro e fora do instrumento se equilibre, a variação 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, demonstrou-se que o impacto máximo do ambiente de vácuo no fator de escala não ultrapassa 0,044%. A análise teórica indica que a influência de ambientes de baixa pressão no fator de escala do sensor é inferior a 0,1%, com impacto mínimo na precisão da medição, podendo ser negligenciada. Isso demonstra que ambientes de baixa pressão ou vácuo têm efeitos mínimos no fator de escala e no ruído do acelerômetro flexível de quartzo, tornando-o adequado para aplicações orbitais de longa duração.Vale ressaltar que os acelerômetros flexíveis de quartzo da série AC7 foram projetados especificamente para aplicações aeroespaciais. Dentre eles, o AC7 possui a maior precisão, com repetibilidade de polarização zero ≤20μg, fator de escala de 1,2mA/g e repetibilidade do fator de escala ≤20μg. É totalmente adequado para o monitoramento de ambientes de microvibração de espaçonaves em órbita. Além disso, pode ser aplicado em sistemas de navegação inercial e sistemas de medição de ângulo estático com altos requisitos de precisão. AC-5Acelerômetro de quartzo com baixo erro de desvio para sensores de vibração IMU  

Pontos-chaveProduto: Giroscópio MEMS de nível de navegaçãoPrincipais características:Componentes: Giroscópio MEMS para medição precisa da velocidade angular.Função: Fornece dados de navegação de alta precisão com baixa deriva, adequados para navegação estável e de longo prazo.Aplicações: Ideal para os setores aeroespacial, de orientação de mísseis táticos, de navegação marítima e de robótica industrial.Desempenho: Apresenta baixa instabilidade de polarização e deriva aleatória, oferecendo desempenho confiável ao longo do tempo.Comparação: Os diferentes modelos (MG-101, MG-401, MG-501) atendem a necessidades de precisão variadas, sendo o MG-101 o que oferece a maior precisão.O giroscópio MEMS é um tipo de sensor inercial para medir velocidade angular ou deslocamento angular. Possui ampla aplicação em perfilagem de petróleo, guiamento de armas, aeroespacial, mineração, topografia e cartografia, robótica industrial e eletrônicos de consumo. Devido às diferentes exigências de precisão em diversos campos, os giroscópios MEMS são divididos em três níveis no mercado: nível de navegação, nível tático e nível de consumo.Este artigo apresentará em detalhes o giroscópio MEMS para navegação e comparará seus parâmetros. A seguir, serão abordados os indicadores técnicos do giroscópio MEMS, a análise de deriva do giroscópio e a comparação de três giroscópios MEMS de grau de navegação.Especificações técnicas do giroscópio MEMSO giroscópio MEMS ideal é aquele cuja saída no eixo sensível é proporcional aos parâmetros angulares de entrada (ângulo, taxa angular) do eixo correspondente do suporte, sob quaisquer condições, e não é sensível aos parâmetros angulares do seu eixo transversal, nem 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 entrada.Viés 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; para modelos diferentes de produtos, não é necessariamente melhor que o menor viés zero.Repetibilidade do viés(°)/h(1σ)Sob as mesmas condições e em intervalos especificados (sucessivos, diários, em dias alternados...), o grau de concordância entre os valores parciais de medições repetidas é expresso como o desvio padrão de cada offset medido. Quanto menor, melhor para todos os giroscópios (avalie a facilidade de compensar o zero).Desvio zero(°)/sA taxa de variação temporal do desvio da saída do giroscópio em relação à saída ideal. Ela contém componentes estocásticos e sistemáticos e é expressa em termos do deslocamento angular de entrada correspondente em relação ao espaço inercial por unidade de tempo.Fator de escalaV/(°)/s, mA/(°)/sA relação entre a variação na saída e a variação na entrada a ser medida.Largura de bandaHzNo teste de característica de frequência do giroscópio, estipula-se que a faixa de frequência correspondente à amplitude medida seja reduzida em 3 dB, e a precisão do giroscópio pode ser melhorada sacrificando-se a largura de banda do mesmo.Tabela 1 Principais índices técnicos do giroscópio MEMSAnálise da deriva do giroscópioSe houver torque de interferência no giroscópio, o eixo do rotor se desviará do azimute de referência estável original, gerando um erro. O ângulo de desvio do eixo do rotor em relação ao azimute do espaço inercial (ou azimute de referência) por unidade de tempo é chamado de taxa de deriva do giroscópio. O principal índice para medir a precisão do giroscópio é a taxa de deriva.A deriva giroscópica divide-se em duas categorias: uma é sistemática, cuja lei é conhecida e causa uma deriva regular, podendo, portanto, ser compensada por computador; a outra é causada por fatores aleatórios, resultando em deriva aleatória. A taxa de deriva sistemática é expressa pelo deslocamento angular por unidade de tempo, enquanto a taxa de deriva aleatória é expressa pelo valor da raiz quadrada média do deslocamento angular por unidade de tempo ou pelo desvio padrão. A faixa aproximada das taxas de deriva aleatória de vários tipos de giroscópios que podem ser alcançadas atualmente é mostrada na Tabela 2.Tipo giroscópioTaxa de deriva aleatória/(°)·h-1Giroscópio de rolamento de esferas10-1Giroscópio de rolamento rotativo1-0,1giroscópio de flutuação líquida0,01-0,001Giroscópio de flutuador de ar0,01-0,001Giroscópio dinamicamente sintonizado0,01-0,001Giroscópio eletrostático0,01-0,0001Giroscópio ressonante hemisférico0,1-0,01Giroscópio a laser em anel0,01-0,001giroscópio de fibra óptica1-0,1Tabela 2 Taxas de deriva aleatória de vários tipos de giroscópios A faixa aproximada da taxa de deriva aleatória do giroscópio exigida por diversas aplicações é mostrada na Tabela 3. O índice típico de precisão de posicionamento de um sistema de navegação inercial é de 1n milha/h (1n milha = 1852 m), o que exige que a taxa de deriva aleatória do giroscópio atinja 0,01(°)/h, portanto, o giroscópio com taxa de deriva aleatória de 0,01(°)/h é geralmente chamado de giroscópio de navegação inercial.AplicativoRequisitos para a taxa de deriva aleatória do giroscópio/(°)·h-1Giroscópio de taxa em sistema de controle de voo150-10Giroscópio vertical em sistema de controle de voo30-10Giroscópio direcional no sistema de controle de voo10-1Sistema de orientação inercial para mísseis táticos1-0,1Girobússola marítima, sistema de posicionamento lateral de artilharia com medição de direção por contato, sistema de navegação inercial para veículos terrestres0,1-0,01Sistemas de navegação inercial para aeronaves e navios.0,01-0,001míssil estratégico, sistema de orientação inercial de míssil de cruzeiro0,01-0,0005Tabela 3 Requisitos para a taxa de deriva aleatória 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 alta precisão para atender às necessidades de diversas áreas. A tabela a seguir compara alcance, instabilidade de polarização, caminhada aleatória 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/hora)0,10,52Caminhada Aleatória Angular (°/√h)0,0050,025~0,050,125-0,1Estabilidade de polarização (1σ 10s) (graus/hora)0,10,52~5Tabela 4: Tabela comparativa de parâmetros de três giroscópios MEMS de grau de navegação.Espero que, por meio deste artigo, você possa compreender os indicadores técnicos de um giroscópio MEMS de nível de navegação e a relação comparativa entre eles. Caso tenha interesse em saber mais sobre giroscópios MEMS, entre em contato conosco. MG502Giroscópio MEMS MG502  

Pontos-chaveProduto: Sistema de Navegação Inercial Puro (INS) baseado em IMUPrincipais características:Componentes: Utiliza acelerômetros e giroscópios MEMS para medição em tempo real de aceleração e velocidade angular.Função: Integra dados iniciais de posição e atitude com medições da IMU para calcular a posição e a atitude em tempo real.Aplicações: Ideal para navegação em ambientes internos, aeroespacial, sistemas autônomos e robótica.Desafios: Aborda erros de sensores, deriva cumulativa e impactos de ambientes dinâmicos com métodos de calibração e filtragem.Conclusão: Oferece posicionamento preciso em ambientes desafiadores, com desempenho robusto quando combinado com sistemas de posicionamento auxiliares como o GPS. O giroscópio MEMS depende da velocidade angular sensível à força de Coriolis, e seu sistema de controle é dividido em um laço de controle do modo de acionamento e um laço de controle do modo de detecção. Somente garantindo o rastreamento em tempo real da amplitude de vibração e da frequência de ressonância do modo de acionamento é que a demodulação do canal de detecção pode obter informações precisas sobre a velocidade angular de entrada. Este artigo analisará o laço de controle do modo de acionamento do giroscópio MEMS sob diversas perspectivas.Modelo de circuito de controle modal de acionamentoO deslocamento vibratório do modo de acionamento do giroscópio MEMS é convertido em variação de capacitância por meio da estrutura de detecção de capacitor em pente. Em seguida, a capacitância é convertida em um sinal de tensão que caracteriza o deslocamento do giroscópio por meio do circuito de diodo anelar. Após isso, o sinal entra em dois ramos distintos: um sinal passa pelo módulo de controle automático de ganho (CAG) para realizar o controle de amplitude, e o outro passa pelo módulo de circuito de travamento de fase (PLL) para realizar o controle de fase. No módulo CAG, a amplitude do sinal de deslocamento do acionamento é primeiramente demodulada por multiplicação e filtro passa-baixa. Em seguida, a amplitude é controlada no valor de referência definido por meio do circuito PI, e o sinal de controle da amplitude do acionamento é emitido. O sinal de referência usado para a demodulação por multiplicação no módulo PLL é ortogonal ao sinal de referência de demodulação usado no módulo CAG. Após o sinal passar pelo módulo PLL, a frequência de ressonância do 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 eletrostática para acionar o modo de acionamento do giroscópio, formando assim um circuito de controle fechado para o modo de acionamento do giroscópio. A Figura 1 mostra o circuito de controle do modo de acionamento 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 acionamento do giroscópio MEMS vibratório, a função de transferência no 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.Ligação de conversão deslocamento-capacitânciaDe acordo com a análise da capacitância de detecção dos dentes do pente, a relação de conversão deslocamento-capacitância é linear quando o efeito de borda é ignorado, e o ganho da capacitância diferencial que varia 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 de detecção de acionamento ativos e fixos em repouso, e dx é a distância entre os dentes.Ligação de conversão capacitância-tensãoO circuito de conversão capacitor-tensão utilizado neste artigo é um circuito de diodo em anel, e seu diagrama esquemático é mostrado na Figura 2.Figura 2. Diagrama esquemático do circuito do diodo anelar.Na figura, C1 e C2 são capacitores de detecção diferencial do giroscópio, C3 e C4 são capacitores de demodulação e Vca representa a amplitude da onda quadrada. O princípio de funcionamento é o seguinte: quando a onda quadrada está no semiciclo positivo, os diodos D2 e ​​D4 são acionados, carregando o capacitor C1 com C4 e o capacitor C2 com C3; quando a onda quadrada está no semiciclo positivo, os diodos D1 e D3 são acionados, descarregando o capacitor C1 para C3 e o capacitor C2 para C4. Dessa forma, após alguns ciclos da onda quadrada, a tensão nos capacitores de demodulação C3 e C4 se estabiliza. Sua expressão de tensão é:Para o giroscópio micromecânico de silício estudado neste artigo, sua capacitância estática é da ordem de alguns pF, e a variação da capacitância é inferior a 0,5 pF, enquanto a capacitância de demodulação usada no circuito é da ordem de 100 pF, portanto, existem CC0》∆C e C2》∆C2, e o ganho de conversão da 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 do capacitor de detecção, Vca é a amplitude da portadora e VD é a queda de tensão no diodo.Ligação de conversão capacitância-tensãoO controle de fase é uma parte importante do controle de acionamento de giroscópios MEMS. A tecnologia de PLL (Phase-Locked Loop) permite rastrear a variação de frequência do sinal de entrada em sua faixa de frequência capturada e travar a defasagem. Portanto, este artigo utiliza a tecnologia de PLL para realizar o controle de fase do giroscópio, e seu diagrama de blocos da estrutura básica é mostrado na Figura 3.Figura 3. Diagrama de blocos da estrutura básica de um PLL.O PLL é um sistema de regulação automática de fase com realimentação negativa. Seu princípio de funcionamento pode ser resumido da seguinte forma: o sinal de entrada externo ui(t) e o sinal de realimentação uo(t) de saída do VCO são aplicados simultaneamente ao discriminador de fase para realizar a comparação de fase entre os dois sinais. A saída do discriminador de fase gera um sinal de tensão de erro ud(t) que reflete a diferença de fase θe(t) entre os dois sinais. O sinal, após passar por um filtro de loop, filtra os componentes de alta frequência e o ruído, resultando em um oscilador controlado por tensão uc(t). O oscilador controlado por tensão ajusta a frequência do sinal de saída de acordo com essa tensão de controle, aproximando-a gradualmente da frequência do sinal de entrada, até que o sinal de saída final seja uo(t). Quando a frequência de ui(t) se iguala a uo(t) ou atinge um valor estável, o loop entra em estado de travamento.Controle automático de ganhoO controle automático de ganho (CAG) é um sistema de realimentação negativa em malha fechada com controle de amplitude que, combinado com o circuito de travamento de fase (PLL), proporciona vibração estável em amplitude e fase para o modo de acionamento do giroscópio. Seu diagrama estrutural 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 a informação de deslocamento do giroscópio é inserido no circuito de detecção de amplitude; o sinal de amplitude do deslocamento é extraído por demodulação por multiplicação; em seguida, os componentes de alta frequência e o ruído são filtrados por um filtro passa-baixa; nesse momento, o sinal resultante é um sinal de tensão CC relativamente puro que caracteriza o deslocamento do giroscópio, e então o sinal é controlado no valor de referência fornecido através de um circuito PI, resultando no sinal elétrico ua(t) que controla a amplitude do giroscópio, completando assim o controle de amplitude.ConclusãoNeste artigo, apresentamos o circuito de controle do modo de acionamento de um giroscópio MEMS, incluindo o modelo, a conversão capacitância-tensão, a conversão capacitância-tensão, o circuito de travamento de fase (PLL) e o controle automático de ganho. Como fabricante de sensores giroscópicos MEMS, a Micro-Magic Inc. realiza pesquisas detalhadas sobre giroscópios MEMS e frequentemente divulga e compartilha o conhecimento relevante sobre eles. Para uma compreensão mais aprofundada, consulte os parâmetros dos modelos MG-501 e MG1001.Se você tiver interesse em obter mais informações e conhecer os produtos de MEMS, entre em contato conosco. MG502Giroscópio MEMS MG502   

Pontos-chaveProduto: Localizador Inercial de NortePrincipais características:Componentes: Utiliza um giroscópio MEMS para medir a velocidade angular e calcular a direção do azimute, com auxílio da compensação do erro de atitude.Função: Fornece medição de azimute em tempo real usando dados de rotação da Terra, com correções para erros de inclinação e rolamento.Aplicações: Ideal para navegação em aeronaves, drones e veículos, especialmente em áreas sem cobertura GNSS confiável.Compensação de erros: erros de atitude (inclinação e rotação) e erros de instalação do giroscópio são compensados ​​para maior precisão.Conclusão: O sensor de direção norte fornece medições de azimute precisas com erro mínimo, sendo adequado para navegação e localização em diversas aplicações.1. Princípio de funcionamento do sensor inercial de direção norteO princípio de funcionamento do buscador inercial do norte consiste em medir a velocidade angular de rotação da Terra utilizando um giroscópio e, em seguida, calcular o ângulo entre o norte e a direção medida. Suponha que a latitude S na localização de um portador no hemisfério norte seja φ, e que o vetor de velocidade angular Ω da rotação da Terra nesse ponto tenha uma componente horizontal para o norte de Ωx0 e uma componente vertical para cima de Ωz0, então existeConsiderando que a aeronave esteja completamente horizontal e que o ângulo entre ela e o norte verdadeiro seja H, a componente no eixo sensível do giroscópio do buscador do norte, ou seja, o valor da medição do giroscópio, é:E como os valores de θ e φ são conhecidos, o ângulo de azimute pode ser calculado desta forma, ou seja, o valor de saída do sensor de norte sob a condição ideal de um veículo absolutamente horizontal e sem erros de instalação. Na prática, erros no ângulo de atitude do veículo e erros de instalação do giroscópio afetarão o valor da medição do giroscópio e resultarão em menor precisão da medição do sensor de norte.2. Análise do erro do ângulo de atitude do porta-aviõesDefina o sistema de coordenadas geoespaciais O-XYZ: o centro de massa do veículo é O, o eixo X aponta para o norte ao longo do meridiano local, o eixo Y aponta para o 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 facilitar a análise, assume-se que o centro do giroscópio do sensor norte coincide com o centro de massa da aeronave. Quando o erro de instalação não é considerado, o eixo de medição do giroscópio do sensor norte coincide com as linhas de proa e cauda da aeronave. O vetor unitário OM está localizado no eixo sensível do giroscópio, que se estende para a frente ao longo das linhas de proa e cauda da aeronave, e o outro vetor unitário ON é perpendicular a OM para a esquerda. O ângulo de erro de atitude da aeronave é definido da seguinte forma: o ângulo de erro de inclinação é o ângulo entre OM e OXb (projeção de OM no plano horizontal), sendo a frente da aeronave elevada positivamente; o ângulo de erro de rolamento é o ângulo entre ON e OYb (a linha de interseção entre o perfil da aeronave e o plano horizontal sobre ON), sendo o lado esquerdo da aeronave elevado positivamente. 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 espaciais O-XbYbZ, como mostrado na Figura 1, que pode ser entendido como sendo formado pelo sistema de coordenadas espaciais geográficas O-XYZ girando o ângulo azimutal H no sentido horário.As componentes horizontal e vertical da velocidade angular de rotação da Terra no ponto onde o veículo está localizado são os vetores OA e OB, respectivamente. Assim, as coordenadas dos pontos A e B estão no sistema de coordenadas O-XbYbZ. As coordenadas M e N são obtidas por geometria analítica espacial. Como os três pontos M, O e N estão todos no plano do veículo, a equação MON do plano pode ser obtida de acordo com a expressão do método pontual do plano:O valor giroscópico medido do sensor 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 observar que o erro no valor da medição do giroscópio neste momento está relacionado ao ângulo de erro de inclinação (pitch), ao ângulo de azimute (H) e à latitude, e o ângulo de erro de rotação (roll) é gerado pela rotação do plano portador em torno das linhas de direção (head e tail), ou seja, o eixo sensível OM, portanto o ângulo de erro não influencia o valor medido MOM em OM.3. ResumoExistem muitas fontes de erro no processo de busca do norte. Em termos de compensação de erros, a Micro-Magic Inc. tem investido em tecnologias mais maduras e dispositivos inerciais mais econômicos. No novo localizador de norte MEMS para perfuração em mineração, o NF1000, foi adicionada a função de compensação de atitude, assim como no localizador de norte econômico NF2000 e no menor localizador de norte MEMS de três eixos do mundo, o NF3000. Aguardamos seu contato. NF1000Sistema de Navegação Inercial com Buscador Norte Dinâmico de Alto Desempenho em MEMS -

Pontos-chaveProduto: Método de posicionamento terrestre com IMU e câmera fixaPrincipais características:Componentes: Unidade de Medição Inercial (IMU) e câmera fixa, montadas com segurança para um posicionamento estável.Função: Combina a medição de atitude de alta precisão da IMU com o posicionamento visual da câmera para um 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 aprimora a precisão e a eficiência do posicionamento, ao mesmo tempo que simplifica a calibração, com potencial para ampla aplicação em diversos campos tecnológicos.IntroduzirUm método de posicionamento terrestre no qual uma unidade de medição inercial (IMU) e uma câmera são instaladas de forma fixa. Ele combina a medição de atitude de alta precisão da IMU com os recursos de posicionamento visual da câmera para obter um posicionamento terrestre eficiente e preciso. A seguir, os passos detalhados do método:Primeiramente, instale a IMU e a câmera firmemente 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, presentes no método tradicional, e simplifica o processo de operação.Em seguida, a IMU é usada para medir a aceleração e a velocidade angular do veículo no sistema de referência inercial. A IMU contém um sensor de aceleração e um giroscópio, que podem detectar o estado de movimento do veículo em tempo real. O sensor de aceleração é responsável por detectar a taxa de aceleração atual, enquanto o giroscópio detecta mudanças na direção, no ângulo de rolamento e na inclinação do veículo. Esses dados fornecem informações essenciais para o cálculo da atitude e o posicionamento subsequentes.Em seguida, com base nos dados medidos pela IMU, as informações de atitude do veículo no sistema de coordenadas de navegação são calculadas por meio de operação integral e algoritmo de solução de atitude. Isso inclui o ângulo de guinada, o ângulo de inclinação, o ângulo de rolamento, etc., do veículo. Devido à alta frequência de atualização da IMU, a frequência de operação pode atingir mais de 100 Hz, permitindo o fornecimento de dados de atitude de alta precisão em tempo real.Ao mesmo tempo, a câmera captura pontos de referência no solo ou informações sobre 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 da IMU.Em seguida, as informações de atitude fornecidas pela IMU são combinadas com os dados de imagem da câmera. Ao comparar os pontos característicos na imagem com pontos conhecidos no sistema de coordenadas geográficas, e juntamente com os dados de atitude da IMU, é possível calcular a posição precisa da câmera no sistema de coordenadas geográficas.Por fim, a matriz de projeção é usada para interceptar a interseção da linha normal e obter a posição espacial do alvo. Este método combina os dados de atitude da IMU e os dados de imagem da câmera para alcançar uma estimativa precisa da posição espacial do alvo, calculando a matriz de projeção e o ponto de interseção.Por meio desse método, é possível obter um posicionamento terrestre de alta precisão e eficiência. A instalação fixa da IMU e da câmera simplifica o processo de operação e reduz os erros de calibração. Ao mesmo tempo, a combinação da alta frequência de atualização da IMU com a capacidade de posicionamento visual da câmera melhora a precisão do posicionamento e o desempenho em tempo real. Esse método possui amplas perspectivas de aplicação em áreas como drones, robôs e direção autônoma.Deve-se notar que, embora esse método apresente 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 e a otimização de parâmetros precisam ser realizados de acordo com as condições específicas para melhorar a estabilidade e a confiabilidade do posicionamento.ResumirO artigo acima descreve o método de posicionamento em solo quando a IMU e a câmera estão instaladas de forma fixa. Ele descreve brevemente a medição de atitude de alta precisão da IMU e as capacidades de posicionamento visual da câmera, que permitem um posicionamento em solo eficiente e preciso. A IMU MEMS desenvolvida pela Micro-Magic Inc. possui alta precisão, como os modelos U3000 e U7000, que são ainda mais precisos e adequados para navegação. Ela permite localização e orientação precisas. Para obter mais informações sobre a IMU, entre em contato com nossos técnicos especializados o mais breve possível.U7000Giroscópio IMU RS232/485 para plataforma de estabilização de antena de radar/infravermelho U3000Sensor IMU MEMS IMU3000 Precisão 1 Saída Digital RS232 RS485 TTL Modbus Opcional 

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro de quartzo Q-FlexPrincipais características:Componentes: Pêndulo de quartzo de alta pureza com sistema de feedback em circuito fechado para medições precisas de aceleração.Função: Fornece dados de aceleração precisos e estáveis, com baixo ruído e boa estabilidade a longo prazo, sendo especialmente eficaz em operação em malha fechada.Aplicações: Ideal para navegação e controle de atitude de aeronaves, exploração geológica e ambientes industriais que exigem medições inerciais precisas.Método de medição: Medição da resposta em frequência em malha fechada, garantindo uma estimativa confiável dos parâmetros de amortecimento e um 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 um tipo de dispositivo de medição inercial que utiliza um pêndulo de quartzo para medir a aceleração de um objeto, resultante do seu desvio da posição de equilíbrio devido à força inercial. Graças ao baixo coeficiente de temperatura do quartzo de alta pureza e às suas características estruturais estáveis, o acelerômetro Q-Flex apresenta alta precisão de medição, baixo ruído, boa estabilidade a longo prazo e é amplamente utilizado no controle de atitude, navegação e orientação de aeronaves, bem como em exploração geológica e outros ambientes industriais.1. Método de detecção para o acelerômetro Q-FlexQuando o sistema está em malha aberta, como não consegue gerar momento de realimentação, o conjunto do pêndulo fica sujeito a um momento de inércia fraco ou ao momento ativo do conversor de torque. O pêndulo de quartzo toca facilmente o núcleo de ferro e entra em saturação, o que torna muito difícil testar os parâmetros de amortecimento em malha aberta. Portanto, considera-se que os parâmetros de amortecimento sejam medidos em malha fechada.As características de frequência em 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 em frequência do sistema estabilizado ocorre na mesma frequência do sinal de entrada, e sua amplitude e fase são funções da frequência; portanto, a curva característica de amplitude-fase da resposta em frequência pode ser aplicada para determinar o modelo matemático do sistema. Para obter os parâmetros de amortecimento reais do acelerômetro, utiliza-se o método de medição da resposta em frequência em malha fechada.No método de medição de resposta em frequência em malha fechada, o acelerômetro é fixado na mesa vibratória horizontal em estado de pêndulo, de modo que a direção da aceleração de entrada da mesa vibratória esteja alinhada com o eixo de sensibilidade do acelerômetro. Este, por sua vez, é posicionado horizontalmente em estado de pêndulo, o que elimina a assimetria da força gravitacional sobre a aceleração de entrada. O posicionamento horizontal do acelerômetro em estado de pêndulo elimina o efeito da gravidade sobre a assimetria da aceleração de entrada.Figura 1: Curva característica de frequência da amplitude do laço fechado de qfasControlando o vibrador horizontal, um sinal de aceleração senoidal de 6 g (onde g é a aceleração da gravidade, 1 g ≈ 9,8 m/s²), com frequência crescente de 0 a 600 Hz, é aplicado ao acelerômetro Q-Flex. Este sinal reflete a atenuação de amplitude e o atraso de fase da saída do acelerômetro dentro da faixa e largura de banda de projeto do mesmo. O acelerômetro produzirá a saída correspondente sob a ação da mesa vibratória. Um registrador de alta taxa de amostragem, conectado a ambos os lados do resistor de amostragem, registra a saída do acelerômetro e plota a curva característica de amplitude-frequência mostrada na Figura 1.Na faixa de passagem da curva característica de amplitude-frequência do acelerômetro, o acelerômetro flexível de quartzo mantém uma boa capacidade de acompanhamento da aceleração. Com o aumento da frequência de aceleração de entrada, o pico de ressonância do sistema ocorre em 565 Hz, com um valor de Mr = 32 dB. A frequência de corte do sistema é de 582 Hz, e a amplitude do sistema nessa frequência começa a apresentar uma atenuação superior a 3 dB. Como a inércia rotacional, a rigidez e os demais parâmetros do circuito de controle servo do acelerômetro Q-Flex são conhecidos, as características de amplitude-frequência do sistema são utilizadas para determinar o parâmetro desconhecido δ. A função de transferência em malha fechada do sistema é dada por:Equação 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 por meio de um vibrador horizontal, que é medida por um registrador gráfico, conforme mostrado na Tabela 1.Tabela 1: Dados de amostragem de amplitudes de frequência de qfasA função de resposta amplitude-frequência do sistema de acelerômetro flexural de quartzo com parâmetros conhecidos é a função objetivo, e a soma dos quadrados dos resíduos 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 de forma que D(δ) tenha o valor mínimo. O coeficiente de amortecimento desejado é obtido como δ = 7,54 × 10⁻⁴ N·m·s/rad usando o método dos mínimos quadrados.O modelo de simulação em circuito fechado do sistema foi estabelecido, e o coeficiente de amortecimento foi substituído no modelo da cabeça do acelerômetro flexural de quartzo. O sistema foi então simulado e a curva característica de amplitude-frequência do sistema foi plotada, conforme mostrado na Figura 2, que se aproxima mais da curva medida.Figura 2. Característica de frequência da amplitude real e saída da simulação paramétrica.Alguns estudos resolveram a distribuição de amortecimento do filme piezoelétrico na superfície do pêndulo pelo método de diferenças finitas no domínio do tempo, e o coeficiente de amortecimento do filme piezoelétrico do pêndulo é de 1,69×10-4 N·m·s/rad, o que indica que o coeficiente de amortecimento obtido pela identificação da resposta de amplitude-frequência do sistema tem a mesma ordem de grandeza que o valor calculado teoricamente, e o erro origina-se do amortecimento do material da estrutura mecânica, do erro de montagem durante a instalação e teste, do erro de entrada do vibrador e de outros fatores ambientais.2. ConclusãoA Micro-Magic Inc. fornece acelerômetros de quartzo de alta precisão, como o AC-5, com pequeno erro e alta precisão, que possuem estabilidade de polarização de 5 μg, repetibilidade do fator de escala de 50 a 100 ppm e peso de 55 g, podendo ser amplamente utilizados em áreas como perfuração de petróleo, sistemas de medição de microgravidade em navios-tanque e navegação inercial. AC5Acelerômetro de pêndulo de quartzo de 50g com ampla faixa de medição. Acelerômetro de quartzo flexível. 

Pontos-chaveProduto: Soluções de Navegação Integradas GNSS/INSPrincipais características:Componentes: O sistema integrado inclui receptor GNSS, Unidade de Medição Inercial (IMU) e sensores opcionais como LiDAR ou odômetros.Função: Mantém a precisão e a estabilidade durante a perda do 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 potencial para obstrução de sinais.Navegação inercial: Utiliza giroscópios e acelerômetros para medir posição, velocidade e aceleração.Conclusão: O projeto do sistema integrado está evoluindo, com soluções que aumentam a robustez em ambientes desafiadores, ao mesmo tempo que equilibram custo e complexidade.Em um sistema de navegação integrado GNSS/INS, as medições do GNSS desempenham um papel crucial na correção do INS. Portanto, o funcionamento adequado do sistema integrado depende da continuidade e estabilidade dos sinais de satélite. Contudo, quando o sistema opera sob viadutos, copas de árvores ou em áreas urbanas com edifícios, os sinais de satélite podem ser facilmente obstruídos ou sofrer interferências, o que pode levar à perda de sinal no receptor GNSS. Este artigo discute soluções para manter a precisão e a estabilidade de sistemas de navegação integrados GNSS/INS quando os sinais de satélite são perdidos.Quando o sinal de satélite fica indisponível por um período prolongado, a falta de correções GNSS faz com que os erros do INS se acumulem rapidamente, especialmente em sistemas com unidades de medição inercial de menor precisão. Esse problema leva a uma queda na precisão, estabilidade e continuidade da operação do sistema integrado. Consequentemente, é essencial abordar esse problema para aumentar a robustez do sistema integrado em ambientes tão complexos.1. Duas soluções principais para lidar com a perda de sinal do GNSS/INSAtualmente, existem duas soluções principais para lidar com 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 do sinal de satélite torna o GNSS indisponível, os sensores recém-adicionados podem fornecer informações de medição e formar um novo sistema integrado com o INS para suprimir o acúmulo de erros do INS. Os problemas com essa abordagem incluem o aumento dos custos do sistema devido aos sensores adicionais e a potencial complexidade de projeto caso os novos sensores exijam modelos de filtragem complexos.Figura 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 do 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 do INS.O ZUPT é um método de baixo custo e amplamente utilizado para mitigar a divergência do INS. Quando o veículo está parado, sua velocidade teoricamente deveria ser zero. No entanto, devido ao acúmulo de erros do INS ao longo do tempo, a velocidade de saída não é zero, de modo que a velocidade de saída do INS pode ser usada como uma medida do erro de velocidade. Assim, com base na restrição de que a velocidade do veículo é zero, uma equação de medição correspondente pode ser estabelecida, fornecendo informações de medição para o sistema integrado e suprimindo o acúmulo de erros do INS.Figura 2. Fluxograma do algoritmo GNSSIMU baseado em ZUPT, acoplado ao CERAV.No entanto, a aplicação do ZUPT exige que o veículo esteja parado, tornando-se uma tecnologia de atualização de velocidade zero estática que não consegue fornecer informações de medição durante manobras normais do veículo. Em aplicações práticas, isso exige que o veículo pare frequentemente, reduzindo sua capacidade de manobra. Além disso, o ZUPT requer a detecção precisa dos momentos de parada do veículo. Se a detecção falhar, informações de medição incorretas podem ser fornecidas, levando potencialmente à falha deste método e até mesmo causando a redução ou divergência da precisão do sistema integrado.ConclusãoA perda de sinais de satélite pode causar um rápido acúmulo 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 de Atualização de Velocidade Zero (ZUPT), para corrigir os erros do INS. Cada abordagem tem suas próprias vantagens e desafios, sendo que a integração de sensores aumenta os custos e a complexidade, enquanto a ZUPT exige que o veículo esteja parado e seja detectado com precisão para ser eficaz.A Micro-Magic Inc. está na vanguarda da tecnologia de navegação inercial e lançou recentemente três produtos GNSS/INS MEMS com diferentes níveis de precisão (nível industrial, nível tático e nível de navegação). Notavelmente, o GNSS/INS MEMS de nível industrial I3500 apresenta uma instabilidade de polarização de 2,5°/h e uma variação angular aleatória de 0,028°/√h, além de um acelerômetro MEMS de alta precisão com ampla faixa de medição (±6g, instabilidade de polarização zero).

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro MEMS de alta precisão ACM 1200Características:Estabilidade de polarização: 100 mg para compensação confiável em gravidade zero.Resolução: 0,3 mg para medições precisas.Faixa de temperatura: Calibrada de fábrica de -40°C a +80°CAplicações: Projetado para monitoramento de inclinação em estruturas hidráulicas, engenharia civil e infraestrutura.Vantagens: Alta precisão (exatidão de inclinação de 0,1°), eficaz em ambientes dinâmicos, atende a critérios importantes como baixo ruído, repetibilidade e sensibilidade transversal, aprimorando 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 a detecção de inclinação. Esses dispositivos, essenciais para diversas aplicações industriais e de consumo, enfrentam desafios significativos, especialmente em ambientes dinâmicos onde vibrações e choques são frequentes. Alcançar alta precisão, como uma acurácia de inclinação de 0,1°, exige o atendimento a uma série de especificações técnicas e fatores de erro. Este artigo explora os principais critérios e soluções para a detecção eficaz de inclinação utilizando acelerômetros MEMS.1. Critérios-chave para uma detecção de inclinação precisaEstabilidade de polarização: A estabilidade de polarização refere-se à capacidade do acelerômetro de manter um deslocamento de gravidade zero consistente ao longo do tempo. Uma alta estabilidade de polarização garante que as leituras do sensor permaneçam confiáveis ​​e não sofram deriva, o que é crucial para manter a precisão nas medições de inclinação. Desvio em função da temperatura: Variações de temperatura podem causar alterações no desvio em gravidade zero do acelerômetro. Minimizar essas alterações, conhecidas como desvio do coeficiente de temperatura, é essencial para manter a precisão em diferentes condições de operação.Baixo ruído: O ruído nas leituras dos sensores pode afetar significativamente a precisão das medições de inclinação. Acelerômetros de baixo ruído são essenciais para obter leituras de inclinação precisas e estáveis, principalmente em ambientes estáticos.Repetibilidade: A repetibilidade refere-se à capacidade do sensor de produzir a mesma saída sob condições idênticas em múltiplas tentativas. Uma alta repetibilidade garante um desempenho consistente, o que é fundamental para uma detecção de inclinação confiável.Retificação de vibração: Em ambientes dinâmicos, a vibração pode distorcer os dados de inclinação. Uma retificação de vibração eficaz minimiza o impacto dessas perturbações, permitindo medições de inclinação precisas mesmo quando o sensor está sujeito a vibrações externas.Sensibilidade transversal: Este parâmetro mede o quanto a saída do sensor é afetada por acelerações perpendiculares ao eixo de medição. Uma baixa sensibilidade transversal é essencial para garantir que o acelerômetro responda com precisão apenas à inclinação ao longo do eixo pretendido.2. Desafios em Ambientes DinâmicosAmbientes dinâmicos representam desafios significativos para acelerômetros MEMS em aplicações de sensoriamento de inclinação. Vibrações e choques podem introduzir erros que corrompem os dados de inclinação, levando a imprecisões consideráveis ​​nas medições. Por exemplo, alcançar

Pontos-chaveProduto: IMU MEMS UF300A da Micro-Magic Inc (nível de navegação) vs UF100A (nível tático).Características do UF300A de nível de navegação:Tamanho: Compacto para diversas aplicaçõesGiroscópio: Repetibilidade do viés