Produto: Giroscópio MEMS de nível de navegação
Principais características:
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.
O 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 técnico | Unidade | Significado |
| Faixa de medição | (°)/s | Efetivamente sensível à faixa de velocidade angular de entrada. |
| Viés zero | (°)/h | A 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 | (°)/s | A 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 escala | V/(°)/s, mA/(°)/s | A relação entre a variação na saída e a variação na entrada a ser medida. |
| Largura de banda | Hz | No 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 MEMS
Se 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 giroscópio | Taxa de deriva aleatória/(°)·h-1 |
| Giroscópio de rolamento de esferas | 10-1 |
| Giroscópio de rolamento rotativo | 1-0,1 |
| giroscópio de flutuação líquida | 0,01-0,001 |
| Giroscópio de flutuador de ar | 0,01-0,001 |
| Giroscópio dinamicamente sintonizado | 0,01-0,001 |
| Giroscópio eletrostático | 0,01-0,0001 |
| Giroscópio ressonante hemisférico | 0,1-0,01 |
| Giroscópio a laser em anel | 0,01-0,001 |
| giroscópio de fibra óptica | 1-0,1 |
Tabela 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.
| Aplicativo | Requisitos para a taxa de deriva aleatória do giroscópio/(°)·h-1 |
| Giroscópio de taxa em sistema de controle de voo | 150-10 |
| Giroscópio vertical em sistema de controle de voo | 30-10 |
| Giroscópio direcional no sistema de controle de voo | 10-1 |
| Sistema de orientação inercial para mísseis táticos | 1-0,1 |
| Girobússola marítima, sistema de posicionamento lateral de artilharia com medição de direção por contato, sistema de navegação inercial para veículos terrestres | 0,1-0,01 |
| Sistemas de navegação inercial para aeronaves e navios. | 0,01-0,001 |
| míssil estratégico, sistema de orientação inercial de míssil de cruzeiro | 0,01-0,0005 |
Tabela 3 Requisitos para a taxa de deriva aleatória do giroscópio em diversas aplicações
A 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-101 | MG-401 | MG-501 | |
| Faixa dinâmica (graus/s) | ±100 | ±400 | ±500 |
| Instabilidade de polarização (graus/hora) | 0,1 | 0,5 | 2 |
| Caminhada Aleatória Angular (°/√h) | 0,005 | 0,025~0,05 | 0,125-0,1 |
| Estabilidade de polarização (1σ 10s) (graus/hora) | 0,1 | 0,5 | 2~5 |
Tabela 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.
Xml política de Privacidade blog Mapa do site
Direitos autorais
@ Micro-Magic Inc Todos os direitos reservados.
SUPORTADO POR REDE
Português
