ПРИЛОЖЕНИЯ

Ключевые моментыПродукт: Чистая инерциальная навигационная система (ИНС) на базе IMU.Ключевые особенности:Компоненты: Использует акселерометры и гироскопы MEMS для измерения ускорения и угловой скорости в реальном времени.Функция: объединяет данные начального положения и ориентации с измерениями IMU для расчета положения и ориентации в реальном времени.Применение: Идеально подходит для внутренней навигации, аэрокосмической промышленности, автономных систем и робототехники.Проблемы: устраняет ошибки датчиков, совокупный дрейф и динамические воздействия окружающей среды с помощью методов калибровки и фильтрации.Вывод: Обеспечивает точное позиционирование в сложных условиях с высокой производительностью в сочетании со вспомогательными системами позиционирования, такими как GPS. МЭМС-гироскоп зависит от угловой скорости, чувствительной к силе Кориолиса, и его система управления разделена на контур управления режимом привода и контур управления режимом обнаружения. Только обеспечивая отслеживание в реальном времени амплитуды вибрации и резонансной частоты в режиме привода, демодуляция канала обнаружения может получить точную входную информацию об угловой скорости. В этой статье будет проанализирован контур управления режимом движения МЭМС-гироскопа со многих аспектов.Модель контура модального управления приводомВибрационное смещение режима привода МЭМС-гироскопа преобразуется в изменение емкости через структуру обнаружения гребенчатого конденсатора, а затем емкость преобразуется в сигнал напряжения, характеризующий смещение привода гироскопа, через схему кольцевого диода. После этого сигнал поступит в две ветви соответственно: один сигнал через модуль автоматической регулировки усиления (АРУ) для достижения контроля амплитуды, один сигнал через модуль фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для достижения управления фазой. В модуле АРУ амплитуда сигнала смещения привода сначала демодулируется с помощью умножения и фильтра нижних частот, а затем амплитуда регулируется по заданному опорному значению через PI-канал и выводится сигнал управления амплитудой привода. Опорный сигнал, используемый для демодуляции умножения в модуле ФАПЧ, ортогонален опорному сигналу демодуляции, используемому в модуле АРУ. После прохождения сигнала через модуль ФАПЧ можно отслеживать управляющую резонансную частоту гироскопа. Выходом модуля является управляющий сигнал фазы движения. Два управляющих сигнала умножаются для генерации напряжения привода гироскопа, которое подается на приводную гребенку и преобразуется в электростатическую движущую силу для управления режимом привода гироскопа, чтобы сформировать замкнутый контур управления режимом привода гироскопа. На рисунке 1 показан контур управления режимом привода МЭМС-гироскопа.Рисунок 1. Блок-схема структуры управления режимом привода MEMS-гироскопа.Функция модальной передачи приводаСогласно динамическому уравнению режима движения вибрационного МЭМС-гироскопа передаточная функция непрерывной области может быть получена преобразованием Лапласа:Где mx — эквивалентная масса режима привода гироскопа, ωx=√kx/mx — резонансная частота режима привода, а Qx = mxωx/cx — добротность режима привода.Ссылка для преобразования смещения-емкостиСогласно анализу емкости обнаружения зубцов расчески, звено преобразования смещения-емкости является линейным, когда краевой эффект игнорируется, а усиление дифференциальной емкости, изменяющейся со смещением, может быть выражено как:где nx — количество активных гребенок, приводимых в движение в гироскопическом режиме, ε0 — диэлектрическая постоянная вакуума, hx — толщина гребенок обнаружения движения, lx — длина перекрытия активных гребен обнаружения движения и фиксированных гребенок в состоянии покоя, а dx — расстояние между зубами.Звено преобразования емкости в напряжениеСхема преобразования напряжения конденсатора, используемая в этой статье, представляет собой схему с кольцевым диодом, принципиальная схема которой показана на рисунке 2.Рисунок 2. Принципиальная схема кольцевого диода.На рисунке C1 и C2 — конденсаторы дифференциального обнаружения гироскопа, C3 и C4 — конденсаторы демодуляции, а Vca — амплитуды прямоугольных импульсов. Принцип работы таков: когда прямоугольная волна находится в положительном полупериоде, диоды D2 и D4 включаются, затем конденсатор C1 заряжает C4, а C2 заряжает C3; Когда прямоугольный сигнал находится в положительном полупериоде, диоды D1 и D3 включаются, затем конденсатор C1 разряжается в C3, а конденсатор C2 разряжается в C4. Таким образом, после нескольких циклов прямоугольных импульсов напряжение на демодулированных конденсаторах С3 и С4 стабилизируется. Его выражение напряжения:Для кремниевого микромеханического гироскопа, изучаемого в этой статье, его статическая емкость составляет порядка нескольких пФ, а изменение емкости составляет менее 0,5 пФ, в то время как емкость демодуляции, используемая в схеме, составляет порядка 100 пФ, поэтому существуют CC0》∆C и C2》∆C2, а коэффициент преобразования напряжения конденсатора получается по упрощенной формуле:Где Kpa — коэффициент усиления дифференциального усилителя, C0 — емкость демодуляции, C — статическая емкость емкости обнаружения, Vca — амплитуда несущей, а VD — падение напряжения на диоде.Звено преобразования емкости в напряжениеФазовый контроль является важной частью управления приводом МЭМС-гироскопа. Технология фазовой автоподстройки частоты позволяет отслеживать изменение частоты входного сигнала в захваченной полосе частот и фиксировать фазовый сдвиг. Поэтому в этой статье для входа в управление фазой гироскопа используется технология фазовой автоподстройки частоты, а ее базовая структурная блок-схема показана на рисунке 3.Фигура. 3 Блок-схема базовой структуры ФАПЧФАПЧ представляет собой систему автоматического регулирования фазы с отрицательной обратной связью, принцип ее работы можно резюмировать следующим образом: внешний входной сигнал ui(t) и сигнал обратной связи uo(t) на выходе ГУН подаются на фазовый дискриминатор одновременно для завершают сравнение фаз двух сигналов, и выходной конец фазового дискриминатора выдает сигнал напряжения ошибки ud(t), отражающий разность фаз θe(t) двух сигналов; Сигнал через контурный фильтр будет отфильтровывать высокочастотные компоненты и шум, получать генератор управления напряжением uc(t), генератор управления напряжением будет регулировать частоту выходного сигнала в соответствии с этим управляющим напряжением, так что он постепенно приближается. к частоте входного сигнала и конечному выходному сигналу uo(t). Когда частота ui(t) равна uo(t) или стабильному значению, контур достигает состояния блокировки.Автоматическая регулировка усиленияАвтоматическая регулировка усиления (АРУ) представляет собой замкнутую систему отрицательной обратной связи с регулировкой амплитуды, которая в сочетании с фазовой автоподстройкой частоты обеспечивает стабильную по амплитуде и фазе вибрацию для режима привода гироскопа. Его структурная схема представлена на рисунке 4.Рисунок 4. Структурная схема автоматической регулировки усиления.Принцип работы автоматической регулировки усиления можно резюмировать следующим образом: сигнал ui(t) с информацией о смещении привода гироскопа вводится в канал обнаружения амплитуды, сигнал амплитуды смещения привода извлекается путем демодуляции умножения, а затем высокочастотный сигнал компонент и шум фильтруются фильтром нижних частот; В это время сигнал представляет собой относительно чистый сигнал напряжения постоянного тока, который характеризует смещение привода, а затем управляет сигналом с заданным опорным значением через PI-связь и выводит электрический сигнал ua(t), который управляет амплитудой привода для завершения контроль амплитуды.ЗаключениеВ этой статье представлен контур управления режимом движения МЭМС-гироскопа, включая модель, преобразование разблокирующей емкости, преобразование емкости-напряжения, фазовую автоподстройку частоты и автоматическую регулировку усиления. Как производитель гироскопов MEMS, компания Micro-Magic Inc провела детальное исследование гироскопов MEMS и часто популяризировала и делилась соответствующими знаниями о гироскопах MEMS. Для более глубокого понимания работы MEMS-гироскопа вы можете обратиться к параметрам MG-501 и MG1001.Если вы заинтересованы в дополнительных знаниях и продуктах MEMS, пожалуйста, свяжитесь с нами. МГ502МЭМС-гироскоп MG502   

Ключевые моментыПродукт: МЭМС-гироскоп навигационного класса.Ключевые особенности:Компоненты: МЭМС-гироскоп для точного измерения угловой скорости.Функция: Обеспечивает высокоточные навигационные данные с низким дрейфом, подходящие для долгосрочной и стабильной навигации.Применение: Идеально подходит для аэрокосмической отрасли, наведения тактических ракет, морской навигации и промышленной робототехники.Производительность: отличается низкой нестабильностью смещения и случайным дрейфом, обеспечивая надежную работу с течением времени.Сравнение: разные модели (MG-101, MG-401, MG-501) удовлетворяют разным требованиям к точности, при этом MG-101 обеспечивает высочайшую точность.МЭМС-гироскоп — это своего рода инерционный датчик для измерения угловой скорости или углового смещения. Он имеет широкую перспективу применения в нефтедобыче, наведении оружия, аэрокосмической промышленности, горнодобывающей промышленности, геодезии и картографии, промышленных роботах и бытовой электронике. Из-за различных требований к точности в различных областях МЭМС-гироскопы на рынке делятся на три уровня: навигационный уровень, тактический уровень и потребительский уровень.В этой статье будут подробно представлены навигационные МЭМС-гироскопы и сравнены их параметры. Нижеследующее будет разработано на основе технических показателей MEMS-гироскопа, анализа дрейфа гироскопа и сравнения трех MEMS-гироскопов навигационного класса.Технические характеристики МЭМС-гироскопаИдеальный МЭМС-гироскоп таков, что выходной сигнал его чувствительной оси пропорционален входным угловым параметрам (Угол, угловая скорость) соответствующей оси носителя при любых условиях и не чувствителен ни к угловым параметрам его поперечной оси, ни к угловым параметрам его поперечной оси. чувствителен ли он к каким-либо осевым неугловым параметрам (таким как виброускорение и линейное ускорение). Основные технические показатели МЭМС-гироскопа приведены в таблице 1.Технический индикаторЕдиницаЗначениеДиапазон измерения(°)/сЭффективно чувствителен к диапазону входной угловой скорости.Нулевое смещение(°)/чВыходной сигнал гироскопа, когда скорость ввода в гироскоп равна нулю. Поскольку выпуск различен, для представления одного и того же типа продукта обычно используется эквивалентная норма ввода, и чем меньше нулевое смещение, тем лучше; Различные модели продуктов, чем меньше нулевое смещение, тем лучше.Повторяемость смещения(°)/ч(1σ)В одинаковых условиях и через заданные промежутки времени (последовательно, ежедневно, через день…) Степень согласия частных значений повторных измерений. Выражается как стандартное отклонение каждого измеренного смещения. Чем меньше, тем лучше для всех гироскопов (оцените, насколько легко компенсировать ноль)Нулевой дрейф(°)/сСкорость изменения во времени отклонения выходного сигнала гироскопа от идеального. Он содержит как стохастические, так и систематические компоненты и выражается через соответствующее входное угловое смещение относительно инерционного пространства в единицу времени.Масштабный коэффициентВ/(°)/с、мА/(°)/сОтношение изменения выходного сигнала к изменению входного сигнала, подлежащего измерению.Пропускная способностьHzПри проверке частотной характеристики гироскопа предусмотрено, что диапазон частот, соответствующий амплитуде измеряемой амплитуды, уменьшается на 3 дБ, а точность гироскопа можно повысить, пожертвовав полосой пропускания гироскопа.Таблица 1. Основные технические показатели МЭМС-гироскопаАнализ дрейфа гироскопаЕсли в гироскопе имеется мешающий крутящий момент, вал ротора будет отклоняться от исходного стабильного опорного азимута и формировать ошибку. Угол отклонения оси ротора относительно азимута инерционного пространства (или опорного азимута) в единицу времени называется скоростью дрейфа гироскопа. Основным показателем точности гироскопа является скорость дрейфа.Гироскопический дрейф делится на две категории: один - систематический, закон известен, он вызывает регулярный дрейф, поэтому его можно компенсировать с помощью компьютера; Другой вид вызван случайными факторами, вызывающими случайный дрейф. Скорость систематического дрейфа выражается угловым смещением в единицу времени, а скорость случайного дрейфа выражается среднеквадратичным значением углового смещения в единицу времени или стандартным отклонением. Примерный диапазон скоростей случайного дрейфа, достижимый в настоящее время для различных типов гироскопов, показан в таблице 2.Тип гироскопаСлучайная скорость дрейфа/(°)·ч-1Шарикоподшипниковый гироскоп10-1Поворотный подшипниковый гироскоп1-0,1Жидкостный поплавковый гироскоп0,01-0,001Воздушный поплавковый гироскоп0,01-0,001Динамически настраиваемый гироскоп0,01-0,001Электростатический гироскоп0,01-0,0001Полусферический резонансный гироскоп0,1-0,01Кольцевой лазерный гироскоп0,01-0,001Волоконно-оптический гироскоп1-0,1Таблица 2. Скорость случайного дрейфа различных типов гироскопов Примерный диапазон скорости случайного дрейфа гироскопа, необходимый для различных приложений, показан в таблице 3. Типичный показатель точности позиционирования инерциальной навигационной системы составляет 1n миля/ч (1n миля = 1852 м), что требует, чтобы скорость случайного дрейфа гироскопа достигала 0,01(°)/ч, поэтому гироскоп со скоростью случайного дрейфа 0,01(°)/ч обычно называют инерциальным навигационным гироскопом.ПриложениеТребования к случайной скорости дрейфа гироскопа/(°)·ч-1Курсовой гироскоп в системе управления полетом150-10Вертикальный гироскоп в системе управления полетом30-10Гироскоп направления в системе управления полетом10-1Тактическая система инерциального наведения ракеты1-0,1Морской гирокомпас, бесплатформенная система ориентации по курсу, боковое положение артиллерии, инерциальная навигационная система наземной техники0,1-0,01Инерциальные навигационные системы для самолетов и кораблей0,01-0,001Стратегическая ракета, система инерциального наведения крылатой ракеты0,01-0,0005Таблица 3 Требования к скорости случайного дрейфа гироскопа в различных приложениях Сравнение трех МЭМС-гироскопов навигационного классаСерия MG от Micro-Magic Inc — это МЭМС-гироскоп навигационного класса с высоким уровнем точности, отвечающий потребностям различных областей. В следующей таблице сравниваются диапазон, нестабильность смещения, угловое случайное блуждание, стабильность смещения, масштабный коэффициент, полоса пропускания и шум.　МГ-101МГ-401МГ-501Динамический диапазон (град/с)±100±400±500Нестабильность смещения (град/час)0,10,52Угловое случайное блуждание (°/√ч)0,0050,025~0,050,125-0,1Стабильность смещения (1σ 10 с) (град/час)0,10,52~5Таблица 4 Сравнительная таблица параметров трех МЭМС-гироскопов навигационного классаЯ надеюсь, что благодаря этой статье вы сможете понять технические показатели навигационного MEMS-гироскопа и сравнительную взаимосвязь между ними. Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации о гироскопе MEMS, пожалуйста, обсудите с нами. МГ502МЭМС-гироскоп MG502  

Ключевые моментыПродукт: Кварцевый изгибный акселерометрКлючевые особенности:Компоненты: Использована технология кварцевого изгиба, обеспечивающая высокую чувствительность и низкий уровень шума при измерении ускорения.Функция: Подходит для измерения как статического, так и динамического ускорения с минимальным воздействием сред низкого давления.Применение: Идеально подходит для мониторинга микровибрации на орбитах космических аппаратов и применимо в инерциальных навигационных системах.Анализ производительности: демонстрирует незначительные изменения масштабного коэффициента (менее 0,1%) в условиях вакуума, обеспечивая точность и надежность.Вывод: Обеспечивает надежную работу при длительной эксплуатации на орбите, что делает его пригодным для высокоточных требований аэрокосмической отрасли.Кварцевый изгибный акселерометр обладает высокой чувствительностью и низким уровнем шума, что делает его пригодным для измерения как статического, так и динамического ускорения. Его можно использовать в качестве датчика, чувствительного к ускорению, для мониторинга микровибрационной среды на орбитах космических кораблей. В этой статье в основном рассказывается о влиянии среды низкого давления на кварцевый гибкий акселерометр.Чувствительная диафрагма кварцевого акселерометра испытывает эффект мембранного демпфирования при движении в воздушной среде, что потенциально может вызвать изменения в характеристиках датчика (масштабный коэффициент и шум) в средах с низким давлением. Это может повлиять на точность и точность измерения микровибрационного ускорения на орбите. Поэтому необходимо проанализировать этот эффект и предоставить технико-экономическое заключение по долгосрочному использованию кварцевых гибких акселерометров в условиях высокого вакуума.Рис.1 Кварцевые акселерометры на орбитах космических аппаратов1. Анализ демпфирования в условиях низкого давления.Чем дольше кварцевый акселерометр работает на орбите, тем больше утечка воздуха происходит внутри корпуса, что приводит к снижению давления воздуха до тех пор, пока он не достигнет равновесия с окружающей средой космического вакуума. Средний свободный пробег молекул воздуха будет постоянно удлиняться, приближаясь или даже превышая 30 мкм, а состояние воздушного потока будет постепенно переходить от вязкого потока к вязко-молекулярному потоку. Когда давление падает ниже 102 Па, он переходит в состояние молекулярного потока. Воздушное демпфирование становится все меньше и меньше, и в состоянии молекулярного потока воздушное демпфирование практически равно нулю, оставляя только электромагнитное демпфирование для кварцевой гибкой диафрагмы акселерометра.Для кварцевых акселерометров, которым необходимо длительное время работать в условиях низкого давления или вакуума в космосе, при наличии значительной утечки газа в течение требуемого срока службы коэффициент демпфирования мембраны значительно снизится. Это изменит характеристики акселерометра, сделав рассеянные свободные вибрации неэффективными для ослабления. Следовательно, масштабный коэффициент и уровень шума датчика могут измениться, что потенциально влияет на точность и точность измерений. Поэтому необходимо провести технико-экономические испытания работоспособности кварцевых гибких акселерометров в средах низкого давления и сравнить результаты испытаний для оценки степени влияния сред низкого давления на точность измерений кварцевых гибких акселерометров.2.Влияние сред низкого давления на масштабный коэффициент кварцевых изгибных акселерометров.На основании анализа принципов работы и условий применения кварцевых гибких акселерометров известно, что изделие заключено в капсулу с давлением в 1 атмосферу, а среда применения представляет собой вакуумную среду на низкой околоземной орбите (степень вакуума примерно от 10-5 до 10 -6Па) на расстоянии 500км от земли. В кварцевых гибких акселерометрах обычно используется технология герметизации из эпоксидной смолы, при этом скорость утечки обычно гарантированно составляет 1,0×10-4Па·л/с. В вакуумной среде внутренний воздух будет медленно вытекать, при этом давление упадет до 0,1 атмосферы (вязкостно-молекулярный поток) через 30 дней и до 10-5Па (молекулярный поток) через 330 дней.Влияние воздушного демпфирования на кварцевые акселерометры в основном проявляется в двух аспектах: влияние на масштабный коэффициент и влияние на шум. Согласно расчетному анализу влияние воздушного демпфирования на масштабный коэффициент составляет примерно 0,0004 (при падении давления до вакуума воздушное демпфирование отсутствует). Процесс расчета и анализа выглядит следующим образом:Кварцевый акселерометр на изгиб использует метод гравитационного наклона для статической калибровки. В маятниковом узле акселерометра, в среде с воздухом, нормальная сила, действующая на маятниковый узел, равна: mg0, а выталкивающая сила fb равна: ρVg0. Электромагнитная сила, действующая на маятник, равна разнице между силой, которую он испытывает вследствие гравитации, и силой плавучести, выражаемой как:f=mg0-ρVg0Где:m – масса маятника, m=8,12×10–4 кг.ρ – плотность сухого воздуха, ρ=1,293 кг/м³.V – объем подвижной части маятникового узла, V=280 мм³.g0 – ускорение свободного падения, g0=9,80665 м/с².Процент выталкивающей силы к силе гравитации, действующей на сам маятник, составляет:ρВг0/мг0=ρВ/м≈0,044%В условиях вакуума, когда плотность воздуха равна примерно нулю из-за утечки газа, приводящей к уравновешиванию давления внутри и снаружи прибора, изменение масштабного коэффициента кварцевого гибкого акселерометра составляет 0,044%.3. Заключение:Среда низкого давления может повлиять на масштабный коэффициент и шум кварцевого гибкого акселерометра. Путем расчета и анализа показано, что максимальное влияние вакуумной среды на масштабный коэффициент составляет не более 0,044%. Теоретический анализ показывает, что влияние сред низкого давления на масштабный коэффициент датчика составляет менее 0,1% при минимальном влиянии на точность измерений, которым можно пренебречь. Это демонстрирует, что среда низкого давления или вакуума оказывает минимальное влияние на масштабный коэффициент и шум кварцевого акселерометра, что делает его пригодным для длительного использования на орбите.Стоит отметить, что кварцевые гибкие акселерометры серии AC7 разработаны специально для аэрокосмической отрасли. Среди них AC7 имеет самую высокую точность: повторяемость нулевого смещения ≤20 мкг, масштабный коэффициент 1,2 мА/г и повторяемость масштабного коэффициента ≤20 мкг. Он полностью пригоден для мониторинга микровибрационной среды космических аппаратов на орбите. Кроме того, его можно применять в инерциальных навигационных системах и системах измерения статических углов с высокими требованиями к точности. АС-5Кварцевый датчик вибрации акселерометра с низкой погрешностью для Imu Ins  

Ключевые моменты Продукт: Волоконно-оптический гироскоп GF70ZKКлючевые особенности:Компоненты: Для высокоточных инерциальных измерений используются оптоволоконные гироскопы.Функция: Обеспечивает быстрый запуск и надежные навигационные данные для различных приложений.Применение: Подходит для инерциальных навигационных систем, систем стабилизации платформ и систем позиционирования в аэрокосмических и автономных транспортных средствах.Производительность: стабильность нулевого смещения от 0,01 до 0,02, адаптированная к потребностям в точности и диапазоне измерений.Вывод: GF70ZK сочетает в себе компактный размер и низкое энергопотребление, что делает его универсальным выбором для решения сложных навигационных задач в различных отраслях.1. Что такое инерциальная навигацияЧтобы понять, что такое инерциальная навигация, нам сначала нужно разбить это словосочетание на две части, то есть навигация + инерция.Проще говоря, навигация решает проблему перемещения из одного места в другое, указывая направление, обычно с помощью компаса.Инерция, первоначально выведенная из механики Ньютона, относится к свойству объекта, который сохраняет свое состояние движения. Он имеет функцию записи информации о состоянии движения объекта.Для иллюстрации инерциальной навигации используется простой пример. Ребенок с другом играют в игру у входа в комнату, покрытую плиткой, и по определенным правилам переходят по плитке на другую сторону. Один вперед, три налево, пять вперед, два направо… Каждый его шаг равен длине напольной плитки, и люди за пределами комнаты могут получить полную траекторию его движения, нарисовав соответствующую длину и маршрут на бумаге. Ему не нужно видеть комнату, чтобы знать положение ребенка, скорость и т. д.Основной принцип инерциальной навигации и некоторых других видов навигации примерно таков: знай свое исходное положение, начальную ориентацию (отношение), направление и направление движения в каждый момент и немного продвигайся вперед. Сложите их вместе (что соответствует операции математического интегрирования), и вы сможете просто получить свою ориентацию, положение и другую информацию.Итак, как получить текущую ориентацию (отношение) и информацию о положении движущегося объекта? Необходимо использовать множество датчиков, в инерциальной навигации используется инерциальные приборы: акселерометр + гироскоп.Инерциальная навигация использует гироскоп и акселерометр для измерения угловой скорости и ускорения носителя в инерциальной системе отсчета, а также интегрирует и вычисляет время для получения скорости и относительного положения и преобразует его в навигационную систему координат, так что ток носителя положение может быть получено путем объединения информации о первоначальном положении.Инерциальная навигация представляет собой внутреннюю замкнутую навигационную систему, в которой отсутствует ввод внешних данных для исправления ошибки при движении носителя. Поэтому единую инерциальную навигационную систему можно использовать только на коротких периодах плавания. Для длительной работы системы необходимо периодически исправлять внутреннюю накопившуюся ошибку средствами спутниковой навигации.2. Гироскопы в инерциальной навигации.Технология инерциальной навигации широко используется в аэрокосмической, спутниковой навигации, БПЛА и других областях из-за ее высокой скрытности и полной автономной способности получать информацию о движении. Технология инерциальной навигации, особенно в области микродронов и автономного вождения, может предоставлять точную информацию о направлении и скорости и может играть незаменимую роль в сложных условиях или когда другие внешние вспомогательные навигационные сигналы не могут использовать преимущества автономной навигации в окружающей среде. для достижения надежного измерения ориентации и положения. Являясь важным компонентом инерциальной навигационной системы, оптоволоконный гироскоп играет решающую роль в ее навигационных возможностях. В настоящее время на рынке представлены в основном оптоволоконные гироскопы и МЭМС-гироскопы. Хотя точность оптоволоконного гироскопа высока, вся его система состоит из соединителей.модулятор, оптоволоконное кольцо и другие дискретные компоненты, что приводит к большому объему и высокой стоимости, в микро-БПЛА, беспилотных и других областях не может удовлетворить требования к его миниатюризации и низкой стоимости, применение значительно ограничено. Хотя МЭМС-гироскоп может достичь миниатюризации, его точность низкая. Кроме того, он имеет движущиеся части, плохую устойчивость к ударам и вибрации и его трудно применять в суровых условиях.3 РезюмеВолоконно-оптический гироскоп GF70ZK компании Micro-Magic Inc специально разработан в соответствии с концепцией традиционных волоконно-оптических гироскопов и имеет небольшие размеры 70*70*32 мм; Легкий вес, менее или равный 250 г; Низкое энергопотребление, менее или равно 4 Вт; Начните быстро, время запуска всего 5 с; Этот оптоволоконный гироскоп прост в эксплуатации и использовании и широко используется в INS, IMU, системах позиционирования, системах определения севера, стабилизации платформы и других областях.Стабильность нулевого смещения нашего GF80 составляет от 0,01 до 0,02. Самая большая разница между этими двумя оптоволоконными гироскопами заключается в том, что диапазон измерения, конечно, разный. Наш оптоволоконный гироскоп можно использовать в инерциальной навигации, вы можете сделать подробный выбор в зависимости от значения точности и диапазона измерения, пожалуйста. проконсультируйтесь с нами в любое время и получите дополнительные технические данные.ГФ70ЗКВолоконно-оптические гироскопические датчики Навигационный поисковик севера Инерциальная навигация Система отсчета ориентации/азимута G-F80Миниатюрные датчики гироскопа оптического волокна компактный размер 80мм 

Ключевые моментыПродукт: Высокотемпературные акселерометрыКлючевые особенности:Компоненты: Разработаны с использованием передовых материалов и технологий, таких как структуры аморфного кварца для повышения стабильности.Функция: предоставление надежных и точных данных в экстремальных условиях, что имеет решающее значение для безопасности и производительности.Области применения: незаменимы в нефтегазовой отрасли (системы MWD), аэрокосмической отрасли (конструкционный мониторинг), автомобильных испытаниях (оценка сбоев и характеристик) и в различных отраслях промышленности.Целостность данных: способность работать при высоких температурах и вибрациях, обеспечивая непрерывную работу и минимальное время простоя.Вывод: высокотемпературные акселерометры жизненно важны для отраслей, работающих в суровых условиях, поскольку они повышают эффективность и безопасность за счет точных измерений.Надежность имеет решающее значение для успеха в сложной нефтегазовой отрасли, где риски часты и могут существенно повлиять на возможности. Надежные и точные данные могут определить, будет ли предприятие успешным или неудачным.Ericco поставляет надежные сенсорные продукты для мирового нефтегазового сектора, доказывая свою исключительную надежность и точность в самых сложных условиях мира.1.Что такое высокотемпературные акселерометры?Высокотемпературные акселерометры предназначены для работы в суровых условиях и предоставления точных данных в таких требовательных отраслях, как аэрокосмическая и нефтегазовая. По сути, их цель — эффективно функционировать в сложных условиях, включая подземные условия и экстремальные температуры.Производители высокотемпературных акселерометров используют специальные технологии, обеспечивающие надежность датчиков в экстремальных условиях. Например, доказано, что кварцевый акселерометр Micro-Magic Inc. для нефти и газа обладает высокой производительностью. В этой модели используется структура из аморфной кварцевой массы, которая реагирует на ускорение за счет изгибающего движения, обеспечивая превосходную стабильность смещения, масштабного коэффициента и выравнивания осей.2.Как используются высокотемпературные акселерометры?Высокотемпературные акселерометры жизненно важны в отраслях, где оборудование должно выдерживать экстремальные условия. Их прочная конструкция и передовые технологии позволяют им надежно работать в суровых условиях, предоставляя важные данные, которые повышают безопасность, эффективность и производительность. Вот более пристальный взгляд на их применение и значение:2.1 Нефтегазовая промышленностьВ нефтегазовой отрасли высокотемпературные акселерометры являются важными компонентами систем измерения во время бурения (MWD). MWD — это метод каротажа скважин, в котором используются датчики внутри бурильной колонны для предоставления данных в реальном времени, управления бурением и оптимизации операций бурения. Эти акселерометры могут выдерживать сильную жару, удары и вибрации, возникающие глубоко под землей. Они помогают, обеспечивая точные измерения.Оптимизация операций бурения: предоставление точных данных об ориентации и положении сверла, что способствует эффективному и точному бурению.Повышение безопасности. Обнаружение вибраций и ударов, которые могут указывать на потенциальные проблемы, позволяет своевременно вмешаться и предотвратить несчастные случаи.Повышение эффективности. Сократите время простоев за счет предоставления непрерывных и надежных данных, которые помогают предотвратить сбои в работе и дорогостоящие простои.Рис.1 Высокотемпературные акселерометры2.2 Аэрокосмическая промышленностьВ аэрокосмической промышленности высокотемпературные акселерометры используются для контроля производительности и структурной целостности самолетов. Они могут выдерживать экстремальные условия полета, включая высокие температуры и сильные вибрации, и имеют решающее значение дляМониторинг состояния конструкции: измеряйте вибрацию и нагрузки на компоненты самолета, гарантируя, что они остаются в безопасных пределах.Производительность двигателя. Мониторинг вибрации в авиационных двигателях для выявления аномалий и предотвращения отказов двигателей.Летные испытания: предоставление точных данных о динамике самолета во время испытательных полетов, что помогает в разработке и совершенствовании конструкции самолетов.2.3 Автомобильные испытанияПри автомобильных испытаниях высокотемпературные акселерометры используются для измерения динамики и целостности конструкции автомобиля в экстремальных условиях. Они особенно полезны для:Краш-тестирование: отслеживайте силы ускорения и замедления во время краш-тестов, чтобы оценить безопасность и ударопрочность автомобиля.Высокопроизводительные испытания: измеряйте вибрацию и нагрузки в высокопроизводительных транспортных средствах, чтобы убедиться, что компоненты выдерживают экстремальные условия вождения.Испытание на долговечность: оцените долговечность автомобильных компонентов, подвергая их длительному воздействию высоких температур и вибраций.2.4 Промышленное применениеПомимо нефтегазовой, аэрокосмической и автомобильной промышленности, высокотемпературные акселерометры также используются в различных других отраслях промышленности, где оборудование работает в экстремальных условиях. К ним относятся:Производство электроэнергии. Контролируйте вибрацию турбин и другого оборудования, чтобы обеспечить оптимальную производительность и предотвратить сбои.Производство: измеряйте вибрацию и напряжения в тяжелом оборудовании для поддержания эффективности и безопасности работы.Робототехника: предоставляет точные данные о движениях и нагрузках, испытываемых роботами, работающими в высокотемпературных средах, например, в сварочных или литейных цехах.3. Высокотемпературные акселерометры Micro-Magic Inc.Micro-Magic Inc преуспела в разработке и производстве высокотемпературных акселерометров, отвечающих строгим требованиям этих отраслей. Мы предлагаем решения, специально разработанные для исследований в области энергетики и других высокотемпературных применений. Эти акселерометры имеют следующие особенности:Аналоговый выход: для легкой интеграции с существующими системами.Варианты монтажа: Квадратные или круглые фланцы для удовлетворения различных требований установки.Диапазон регулировки на месте: возможность настройки в соответствии с конкретными требованиями приложения.Внутренние датчики температуры: для тепловой компенсации, обеспечивающие точные измерения, несмотря на колебания температуры.Более того, кварцевый акселерометр для нефти и газа компании Micro-Magic Inc доказал свою высокую производительность. В этой модели используется структура из аморфной кварцевой массы, которая реагирует на ускорение за счет изгибающего движения, обеспечивая превосходную стабильность смещения, масштабного коэффициента и выравнивания осей.Некоторые высокотемпературные акселерометры также оснащены внешними усилителями для защиты датчика от теплового повреждения.И мы рекомендуем AC1 для нефти и газа, рабочая температура которого составляет -55 ~ +85 ℃, с диапазоном входного сигнала ± 50 г, повторяемость смещения.

Ключевые моментыПродукт: Волоконно-оптический гироскоп (FOG)Ключевые особенности:Компоненты: На основе катушек оптоволокна, использующих эффект Саньяка для точных измерений углового смещения.Функция: Обеспечивает высокую чувствительность и точность, идеально подходит для определения ориентации движущихся объектов.Применение: широко используется в военных целях (например, наведение ракет, навигация танков) и расширяется в гражданские сектора (например, автомобильная навигация, геодезия).Data Fusion: сочетает в себе инерционные измерения с передовой микроэлектроникой для повышения точности и стабильности.Вывод: оптоволоконный гироскоп имеет решающее значение для высокоточной навигации и имеет многообещающий потенциал роста в различных приложениях.Рынок волоконно-оптических гироскоповБлагодаря своим уникальным преимуществам волоконно-оптический гироскоп имеет широкую перспективу развития в области прецизионного измерения физических величин. Поэтому изучение влияния оптических устройств и физической среды на производительность волоконно-оптических гироскопов и подавление шума относительной интенсивности стали ключевыми технологиями для реализации высокоточных волоконно-оптических гироскопов. По мере углубления исследований интегрированный волоконный гироскоп с высокой точностью и миниатюризацией будет широко разработан и применен.Волоконно-оптический гироскоп в настоящее время является одним из основных устройств в области инерционной техники. С улучшением технического уровня масштабы применения волоконно-оптических гироскопов будут продолжать расширяться. Поскольку это основной компонент оптоволоконных гироскопов, рыночный спрос также будет расти. В настоящее время высококачественное оптоволоконное кольцо Китая все еще необходимо импортировать, и в соответствии с общей тенденцией внутреннего замещения основная конкурентоспособность китайских предприятий по производству оптоволоконных колец и независимые возможности исследований и разработок все еще нуждаются в дальнейшем повышении.В настоящее время оптоволоконное кольцо в основном используется в военной сфере, но с расширением применения оптоволоконного гироскопа в гражданской сфере доля применения оптоволоконного кольца в гражданской области будет еще больше улучшаться.Согласно «Отчету об обзоре рынка оптоволоконных гироскопов Китая и анализе инвестиционных рекомендаций на 2022-2027 годы»:Волоконно-оптический гироскоп представляет собой чувствительный элемент на основе катушки оптического волокна, а свет, излучаемый лазерным диодом, распространяется вдоль оптического волокна в двух направлениях. Разница путей распространения света определяет угловое смещение чувствительного элемента. Современный оптоволоконный гироскоп — это прибор, позволяющий точно определять ориентацию движущихся объектов. Это инерциальный навигационный прибор, широко используемый в современной авиационной, навигационной, аэрокосмической и оборонной промышленности. Его развитие имеет большое стратегическое значение для промышленности страны, национальной обороны и других высокотехнологичных разработок.Волоконно-оптический гироскоп — это новый полностью твердотельный оптоволоконный датчик, основанный на эффекте Саньяка. Волоконно-оптический гироскоп можно разделить на интерферометрический волоконно-оптический гироскоп (I-FOG), резонансный волоконно-оптический гироскоп (R-FOG) и волоконно-оптический гироскоп вынужденного рассеяния Бриллюэна (B-FOG) в зависимости от режима его работы. По точности оптоволоконный гироскоп можно разделить на тактический уровень низкого уровня, тактический уровень высокого класса, уровень навигации и уровень точности. По открытости волоконно-оптические гироскопы можно разделить на военные и гражданские. В настоящее время большинство волоконно-оптических гироскопов используются в военных целях: для ориентации истребителей и ракет, навигации танков, измерения курса подводных лодок, боевых машин пехоты и других областях. Гражданское использование в основном связано с автомобильной и авиационной навигацией, геодезией мостов, бурением нефтяных скважин и другими областями.В зависимости от точности оптоволоконного гироскопа его применение варьируется от стратегического оружия и оборудования до гражданских сфер коммерческого уровня. Волоконно-оптические гироскопы средней и высокой точности в основном используются в высокотехнологичных областях вооружения и техники, таких как аэрокосмическая промышленность, в то время как недорогие оптоволоконные гироскопы низкой точности в основном используются в разведке нефти, управлении ориентацией сельскохозяйственных самолетов, роботах и многих других. гражданские поля с низкими требованиями к точности. С развитием передовых технологий микроэлектроники и оптоэлектроники, таких как фотоэлектрическая интеграция и разработка специальной волоконной оптики для волоконно-оптических гироскопов, ускорились миниатюризация и удешевление волоконно-оптических гироскопов.Краткое содержаниеВолоконно-оптический гироскоп Micro-Magic Inc в основном представляет собой тактический волоконно-оптический гироскоп средней точности, по сравнению с другими производителями, низкой стоимостью, длительным сроком службы, цена очень доминирующая, а область применения также очень широкая, включая два очень популярных GF50. , GF-60, вы можете нажать на страницу сведений, чтобы получить дополнительные технические данные.ГФ50Одноосный волоконно-оптический гироскоп средней точности военного стандарта ГФ60Одноосный оптоволоконный гироскоп, оптоволоконный гироскоп малой мощности, угловая скорость Imu для навигации 

Ключевые моментыПродукт: Интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INSКлючевые особенности:Компоненты: Сочетает инерциальные датчики MEMS с приемниками GNSS для расширенных навигационных возможностей.Функция: Обеспечивает высокочастотные обновления и точную информацию о местоположении, скорости и ориентации путем интеграции инерциальных данных с поправками GNSS.Применение: Идеально подходит для дронов, бортовых самописцев, интеллектуальных беспилотных летательных аппаратов и подводных аппаратов.Объединение данных: используется фильтрация Калмана для объединения данных GNSS с данными MEMS INS, исправления накопленных ошибок и повышения общей точности.Вывод: Эта интегрированная система использует сильные стороны обеих технологий для повышения производительности и надежности навигации и имеет широкий спектр применений в различных отраслях.С развитием инерциальных устройств MEMS точность гироскопов MEMS и акселерометров MEMS постепенно улучшалась, что привело к быстрому прогрессу в применении МЭМС. МЭМС ИНС. Однако повышение точности инерциальных устройств MEMS оказалось недостаточным для удовлетворения все более высоких требований к точности MEMS INS. Таким образом, в центре внимания исследований MEMS INS стало повышение точности MEMS INS с помощью алгоритмов компенсации ошибок и других методов.Чтобы повысить производительность MEMS INS, исследователи изучили различные методы уменьшения ошибок в этих системах. Существует четыре основных подхода к уменьшению ошибок MEMS INS:Калибровка и компенсация параметров ошибок датчиков. Сюда входит использование математического моделирования и экспериментальных инструментов для стимулирования ошибок датчиков, систематическая калибровка детерминированных ошибок на уровне системы, а затем компенсация этих ошибок с помощью алгоритмов инерциальной навигации для улучшения общей производительности.Технология модуляции вращения. Применяя соответствующие схемы модуляции вращения, можно добиться периодического изменения ошибок датчика, не полагаясь на внешние источники информации. Эта автоматическая компенсация ошибок в алгоритме навигации подавляет влияние ошибок датчиков на MEMS INS.Технология резервирования инерционных устройств: благодаря низкой стоимости инерционных датчиков MEMS можно реализовать конструкции резервирования. Резервирование датчиков может эффективно снизить влияние случайных ошибок на MEMS INS, тем самым повышая производительность.Включение внешних источников информации: использование фильтрации Калмана для интегрированной навигации для подавления накопления ошибок MEMS INS.В этой статье далее будет представлен четвертый метод, который является наиболее практичной и широко исследованной формой интегрированной навигации — интегрированной навигационной системой GNSS/MEMS INS.Причины использования GNSS для помощи MEMS INSMEMS INS — это тип системы точного счисления, которая измеряет относительное состояние от предыдущего до текущего момента выборки. Для измерения он не полагается на акустические, оптические или электрические сигналы, что делает его очень устойчивым к внешним помехам и обману. Ее автономность и надежность делают ее основной навигационной системой для различных носителей, таких как самолеты, корабли и транспортные средства. На рис.1 приведены характеристики ИНС разных марок.Рис.1. Характеристики ИНС разных марок.MEMS INS обеспечивает высокую скорость обновления и может выводить полную информацию о состоянии, включая положение, скорость, положение, угловую скорость и ускорение, с высокой точностью краткосрочной навигации. Однако MEMS INS требует дополнительных источников информации для инициализации положения, скорости и ориентации, а ее чистая инерциальная навигационная ошибка накапливается с течением времени, особенно в INS тактического и коммерческого уровня.Комбинация GNSS/MEMS INS позволяет реализовать взаимодополняющие преимущества обеих систем: GNSS обеспечивает стабильную долговременную точность и может предлагать начальные значения положения и скорости, корректируя накопленные ошибки в MEMS INS посредством фильтрации. Между тем, MEMS INS может повысить скорость обновления выходных навигационных данных GNSS, расширить типы выходной информации о состоянии и помочь в обнаружении и устранении ошибок наблюдения GNSS.Базовая модель интегрированной навигации GNSS/MEMS INSБазовая модель интеграции GNSS/MEMS ИНС отражает функциональную связь между наблюдаемой информацией от датчиков (IMU и приемников) и навигационными параметрами носителя (положение, скорость и ориентация), а также виды и случайные модели ошибок измерения датчиков. . Навигационные параметры перевозчика должны быть описаны в конкретной опорной системе координат.Рис.2 Базовая модель Gnssmems Ins со встроенной навигациейЗадачи навигации обычно включают две или более системы координат: инерционные датчики измеряют движение носителя относительно инерциального пространства, тогда как навигационные параметры носителя (положение и скорость) обычно описываются в системе координат, фиксированной на Земле, для интуитивного понимания. Обычно используемые системы координат в интегрированной навигации GNSS/INS включают геоцентрическую инерциальную систему координат, геоцентрическую фиксированную систему координат, местную географическую систему координат и систему координат тела.В настоящее время алгоритмы интеграции GNSS/MEMS INS в абсолютную навигацию созрели, и на рынке появилось множество высокопроизводительных продуктов. Например, три недавно выпущенные модели MEMS INS от Micro-Magic Inc, показанные на изображении ниже, подходят для применения в дронах, бортовых самописцах, интеллектуальных беспилотных транспортных средствах, позиционировании и ориентации дорожного полотна, обнаружении каналов, беспилотных надводных транспортных средствах и подводных системах. транспортные средства.Рис.3. Три недавно выпущенных GNSS/MEMS INS от Micro-Magic Inc.I3500Высокоточная 3-осевая инерциальная навигационная система Mems Gyro I3500 I3700Высокоточный сельскохозяйственный GPS-трекер, модуль потребления, инерциальная навигационная система, Mtk Rtk Gnss Rtk, антенна, алгоритм Rtk 

Ключевые моментыПродукт: Кварцевый гибкий акселерометрКлючевые особенности:Компоненты: Используются высокоточные кварцевые гибкие акселерометры для точных измерений ускорения и наклона.Функция: анализ вибрации помогает определить коэффициенты погрешности датчика, повышая точность измерений и производительность.Применение: Широко используется в мониторинге состояния конструкций, аэрокосмической навигации, автомобильных испытаниях и диагностике промышленного оборудования.Анализ данных: объединяет данные о вибрации с алгоритмами обработки сигналов для оптимизации моделей датчиков и повышения производительности.Вывод: Обеспечивает точные и надежные измерения ускорения, имеет большой потенциал в различных высокоточных отраслях.1.Введение:В области сенсорных технологий акселерометры играют ключевую роль в различных отраслях: от автомобильной до аэрокосмической, от здравоохранения до бытовой электроники. Их способность измерять ускорение и наклон по нескольким осям делает их незаменимыми для самых разных приложений, от мониторинга вибрации до инерциальной навигации. Среди разнообразных типов акселерометров кварцевые гибкие акселерометры выделяются своей точностью и универсальностью. В этой статье мы углубимся в тонкости идентификации кварцевых гибких акселерометров посредством анализа вибрации, исследуем их конструкцию, принципы работы и значение анализа вибрации для оптимизации их работы.2. Важность анализа вибрации:Чтобы акселерометр был идентифицирован, сначала проведите на нем испытания на разнонаправленном вибрационном столе. Получайте богатые необработанные данные с помощью программного обеспечения для сбора данных. Затем, на основе тестовых данных, с одной стороны, объедините общий алгоритм наименьших квадратов, чтобы определить его коэффициенты ошибок высокого порядка, улучшить уравнение модели сигнала, повысить точность измерения датчика и изучить взаимосвязь между высокими порядок коэффициентов погрешности акселерометра и его рабочее состояние.Ищите методы определения его рабочего состояния через коэффициенты ошибок высокого порядка акселерометра. С другой стороны, извлеките его эффективный набор функций, обучите нейронные сети и, наконец, модульно используйте эффективный алгоритм анализа данных с помощью технологии виртуальных инструментов. Разработать прикладное программное обеспечение для определения рабочего состояния кварцевых гибких акселерометров для быстрой и точной идентификации рабочего состояния датчиков. Это поможет персоналу оперативно совершенствовать структуру внутренних цепей, повысить точность измерений акселерометров, повысить выход выпускаемой продукции в процессе обработки и производства.Анализ вибрации служит краеугольным камнем при определении характеристик и оптимизации кварцевых гибких акселерометров. Подвергая эти датчики контролируемым вибрациям на разных частотах и амплитудах, инженеры могут оценить их динамические характеристики отклика, включая чувствительность, линейность и частотный диапазон. Анализ вибрации помогает выявить потенциальные источники ошибок или нелинейности выходных данных акселерометра, что позволяет производителям точно настраивать параметры датчика для повышения производительности и точности.3. Процесс идентификации:Идентификация кварцевых гибких акселерометров посредством анализа вибрации предполагает систематический подход, включающий экспериментальные испытания, анализ данных и проверку. Инженеры обычно проводят вибрационные испытания с использованием калиброванных вибростендов или систем вибровозбуждения, подвергая акселерометры синусоидальным или случайным вибрациям при записи их выходных сигналов. Передовые методы обработки сигналов, такие как анализ Фурье и оценка спектральной плотности, используются для анализа частотной характеристики акселерометров и определения резонансных частот, коэффициентов затухания и других критических параметров. Посредством итеративного тестирования и анализа инженеры совершенствуют модель акселерометра и проверяют ее эффективность на соответствие заданным критериям.4.Приложения и перспективы на будущее:Кварцевые гибкие акселерометры находят применение в самых разных отраслях, включая мониторинг состояния конструкций, аэрокосмическую навигацию, автомобильные испытания и диагностику промышленного оборудования. Их высокая точность, надежность и универсальность делают их незаменимыми инструментами для инженеров и исследователей, стремящихся понять и смягчить воздействие динамических сил и вибраций. Заглядывая в будущее, можно сказать, что продолжающиеся достижения в области сенсорных технологий и алгоритмов обработки сигналов будут способствовать дальнейшему повышению производительности и возможностей кварцевых гибких акселерометров, открывая новые горизонты в анализе вибрации и динамическом измерении движения.В заключение отметим, что идентификация кварцевых гибких акселерометров посредством анализа вибрации представляет собой важнейшую задачу в области сенсорных технологий, позволяющую инженерам раскрыть весь потенциал этих прецизионных инструментов. Понимая принципы работы, проводя тщательный анализ вибрации и улучшая характеристики датчиков, производители и исследователи могут использовать возможности кварцевых акселерометров для множества приложений, начиная от структурного мониторинга и заканчивая передовыми навигационными системами. Поскольку технологические инновации продолжают ускоряться, роль анализа вибрации в оптимизации производительности датчиков будет оставаться первостепенной, что будет способствовать прогрессу в прецизионных измерениях и динамическом измерении движения.5. ЗаключениеMicro-Magic Inc предлагает высокоточные кварцевые гибкие акселерометры, такие как AC1, с небольшой погрешностью и высокой точностью, которые имеют стабильность смещения 5 мкг, повторяемость масштабного коэффициента 15 ~ 50 частей на миллион и вес 80 г и могут быть широко распространены. используется в области бурения нефтяных скважин, систем измерения микрогравитации носителя и инерциальной навигации. АС1Кварцевый гибкий акселерометр уровня навигационного класса с диапазоном измерения 50G, отличная долговременная стабильность и повторяемость  

Ключевые моментыПродукт: Инерциальная навигационная система MEMS (INS) с поддержкой GNSS.Ключевые особенности:Компоненты: Оснащен MEMS-гироскопами и акселерометрами для точных инерциальных измерений, а также поддержкой GNSS для улучшенной навигации.Функция: Сочетает краткосрочную точность INS с долгосрочной стабильностью GNSS, обеспечивая непрерывную передачу навигационных данных.Применение: Подходит для тактических операций, дронов, робототехники и промышленной автоматизации.Data Fusion: объединяет данные INS с поправками GNSS для уменьшения дрейфа и повышения точности позиционирования.Вывод: Обеспечивает высокую точность и надежность, идеально подходит для навигационных задач в различных отраслях.В процессе снижения шума IMU (инерционного измерительного блока) эффективным методом является вейвлет-шумоподавление. Основной принцип шумоподавления вейвлетов заключается в использовании характеристик частотно-временной локализации вейвлетов с различным разрешением для разложения компонентов разных частот сигнала на разные подпространства, а затем обработки вейвлет-коэффициентов в этих подпространствах для удаления шума.В частности, процесс вейвлет-шумоподавления можно разделить на следующие три этапа:1. Выполните вейвлет-преобразование зашумленного сигнала IMU и разложите его на различные подпространства вейвлетов.2. Пороговые коэффициенты в этих вейвлет-подпространствах, то есть коэффициенты ниже определенного порога рассматриваются как шум и устанавливаются в ноль, тогда как коэффициенты выше порога сохраняются, и эти коэффициенты обычно содержат полезную информацию о сигнале.3. Выполните обратное преобразование обработанных вейвлет-коэффициентов, чтобы получить сигнал с шумоподавлением.Этот метод позволяет эффективно удалить шум в сигнале IMU и улучшить качество и точность сигнала. В то же время, поскольку вейвлет-преобразование имеет хорошие частотно-временные характеристики, оно позволяет лучше сохранить полезную информацию в сигнале и избежать чрезмерных потерь информации в процессе шумоподавления.Обратите внимание, что конкретные методы выбора и обработки порога могут различаться в зависимости от конкретных характеристик сигнала и условий шума, и поэтому их необходимо корректировать и оптимизировать в соответствии с конкретными обстоятельствами в реальных приложениях.Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, представляет собой эффективную технологию обработки сигналов, используемую для удаления шума из данных IMU (Inertial Measurement Unit). Данные IMU часто содержат высокочастотный шум и низкочастотный дрейф, которые могут повлиять на точность и производительность IMU. Метод снижения шума, основанный на вейвлет-разложении, позволяет эффективно отделять и удалять эти шумы и дрейфы, тем самым повышая точность и надежность данных IMU.Вейвлет-разложение — это метод многомасштабного анализа, который позволяет разлагать сигналы на вейвлет-компоненты разных частот и масштабов. Путем вейвлет-разложения данных IMU высокочастотный шум и низкочастотный дрейф можно разделить и обработать по-разному.Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, обычно включает в себя следующие этапы:1. Выполните вейвлет-разложение данных IMU и разложите их на вейвлет-компоненты разных частот и масштабов.2. В соответствии с характеристиками вейвлет-компонентов выберите соответствующий метод обработки порога или вейвлет-коэффициента для подавления или удаления высокочастотного шума.3.Моделируйте и компенсируйте низкочастотный дрейф, чтобы уменьшить его влияние на данные IMU.4. Восстановите обработанные компоненты вейвлета, чтобы получить данные IMU с шумоподавлением. Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, имеет следующие преимущества:1. Способен эффективно отделять и удалять высокочастотный шум и низкочастотный дрейф, повышая точность и надежность данных IMU.2. Иметь хорошие возможности частотно-временного анализа и одновременно обрабатывать информацию о времени и частоте сигналов.3. Подходит для различных типов данных IMU и различных сценариев применения, обладает высокой универсальностью и гибкостью.Подвести итогКороче говоря, метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, представляет собой эффективную технологию обработки сигналов, которая может повысить точность и надежность данных IMU и предоставить более точные и надежные данные для инерциальной навигации, оценки ориентации, отслеживания движения и других областей. поддерживать.IMU, независимо разработанный Micro-Magic Inc, использует некоторые относительно строгие методы шумоподавления, чтобы лучше продемонстрировать потребителям более точные и недорогие IMU MEMS, такие как U5000 и U3500 в качестве IMU MEMS навигационной серии. Технические специалисты провели различные эксперименты по шумоподавлению данных IMU, чтобы лучше соответствовать требованиям потребителей к точному измерению состояния движения объектов.Если вы хотите узнать больше об IMU, свяжитесь с нашим соответствующим персоналом.U3500Датчик IMU MEMS IMU3500 Выход CAN U5000Что бы вам ни понадобилось, CARESTONE всегда рядом. 

Ключевые моментыПродукт: Инерциальная навигационная система (INS) и система глобального позиционирования (GPS).Ключевые особенности:Компоненты: INS использует акселерометры и гироскопы; GPS опирается на спутниковые сигналы.Функция: INS обеспечивает автономную навигацию без внешних сигналов; GPS обеспечивает точную геолокацию с глобальным покрытием.Применение: INS идеально подходит для подводных, подземных и космических работ; GPS используется в личной навигации, военной технике и слежении.Интеграция: объединение INS и GPS повышает точность и надежность в сложных условиях.Вывод: Выбор между INS и GPS зависит от конкретных потребностей, причем многие приложения получают выгоду от их интеграции для получения оптимальных навигационных решений.Для сложных транспортных средств, таких как самолеты, автономные транспортные средства, корабли, космические корабли, подводные лодки и БПЛА, крайне важно иметь точную систему для поддержания и контроля идеального движения. Двумя наиболее известными навигационными системами, используемыми сегодня, являются инерциальная навигационная система (INS) и система глобального позиционирования (GPS). Оба имеют свои уникальные преимущества и области применения, но выбор лучшей системы для ваших нужд зависит от нескольких факторов. В этой статье будут рассмотрены различия, сильные стороны и идеальные варианты использования каждой системы, чтобы помочь вам принять обоснованное решение.Понимание INS и GPSИнерциальная навигационная система (ИНС):Северный искатель MEMS может предоставлять информацию о курсе движущемуся телу полностью автономно, работая без зависимости от спутников, не подвержен влиянию климата и не требуя сложных операций. Он не только обеспечивает интерфейс вывода данных для компьютера, но также обеспечивает хороший человеко-машинный интерфейс.Искатель Севера MEMS в основном состоит из модуля инерциального измерения (IMU) и линейной части, а блок-схема аппаратного обеспечения показана на рисунке 1. Блок инерционного измерения (IMU) состоит из гироскопа и поворотного механизма. Схемная часть в основном состоит из четырех печатных плат, включая: плату питания, плату управления, плату усилителя мощности и опорную пластину. В таблице 1 показаны компоненты системы поиска севера.Глобальная система позиционирования (GPS):Система глобального позиционирования — это спутниковая навигационная система, которая предоставляет информацию о геолокации и времени приемнику GPS в любой точке Земли или вблизи нее, где есть беспрепятственная прямая видимость для четырех или более спутников GPS. GPS отличается высокой точностью и обеспечивает непрерывную информацию о местоположении, что делает его идеальным для широкого спектра применений: от персональной навигации до военных операций. Однако сигналы GPS могут блокироваться зданиями, деревьями или атмосферными условиями, что приводит к потенциальным неточностям.Технология GPS в основном используется для данных о местоположении, картографирования, отслеживания движущихся объектов, навигации, а также оценки и измерения времени. Однако эта информация зависит от спутниковых соединений, и если устройство GPS не может подключиться как минимум к четырем спутникам, предоставленных данных будет недостаточно для полной работоспособности. Сильные и слабые стороныСильные стороны ИНС:Независимость: не зависит от внешних сигналов, что делает его полезным в средах, где отсутствует GPS.Мгновенный ответ: обеспечивает немедленную информацию о положении и скорости.Надежность: Менее подвержен помехам или помехам сигнала.Слабые стороны ИНС:Дрейф: Накопленные ошибки со временем могут привести к неточностям.Сложность: как правило, более сложна и дорога, чем системы GPS.Рис.2 Плюсы и минусы Ins и GnssСильные стороны GPS:Точность: Предоставляет точную информацию о местоположении, часто в пределах нескольких метров.Охват: глобальный охват с постоянными обновлениями.Простота использования: широко доступен и относительно недорог.Сильные стороны GPS:Зависимость от сигнала: требуется прямая видимость спутников, которые могут быть заблокированы.Уязвимость: подвержен помехам, подделке и вмешательству.Объединение INS и GPSВо многих приложениях INS и GPS используются вместе, чтобы максимально использовать их взаимодополняющие преимущества. Интегрируя данные GPS с INS, система может корректировать дрейф INS и обеспечивать более надежную и точную навигацию. Эта комбинация особенно ценна в авиации, где непрерывная и точная навигация имеет решающее значение, а также в автономных транспортных средствах, где надежное и точное позиционирование имеет решающее значение для безопасной работы.С быстрым развитием микроэлектромеханических систем (MEMS) были разработаны меньшие по размеру и более портативные интегрированные навигационные системы с поддержкой GPS, такие как три модели Micro-Magic Inc с разными уровнями точности. Среди них сверхвысокая точность геодезической и тактической системы I6600, оснащенная мощным IMU, способным выдавать высокоточную информацию о местоположении, скорости и ориентации.ЗаключениеВыбор между INS и GPS зависит от ваших конкретных потребностей и условий, в которых вы будете работать. Если вам требуется система, независимая от внешних сигналов и способная работать в сложных условиях, INS может стать лучшим выбором. Однако, если вам нужна высокоточная, непрерывная информация о местоположении с глобальным покрытием, GPS, вероятно, будет лучшим вариантом. Для многих приложений объединение обеих систем может обеспечить оптимальное решение, обеспечивающее надежность и точность навигации.Понимая сильные и слабые стороны каждой системы, вы сможете принять обоснованное решение и выбрать навигационную систему, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям. I6700Инерциальная навигационная система с поддержкой MEMS GNSS  

Ключевые моментыПродукт: IMU для проверки трубопроводовКлючевые особенности:Компоненты: Оборудован МЭМС-гироскопами и акселерометрами для измерения угловой скорости и ускорения.Функция: контролирует состояние трубопровода, обнаруживая изгибы, изменения диаметра и чистоту посредством точных измерений движения и ориентации.Применение: Используется при проверке трубопроводов, включая определение деформации, измерение диаметра и процессы очистки.Обработка данных: собирает и обрабатывает данные для точной оценки состояния, кривизны и деформации трубопровода.Вывод: Предоставляет важную информацию по техническому обслуживанию трубопроводов, повышая эффективность и надежность операций по проверке и техническому обслуживанию.1. Принцип измерения IMUIMU (Inertial Measurement Unit) — устройство, способное измерять угловую скорость и ускорение объекта в трёхмерном пространстве. Его основные компоненты обычно включают трехосный гироскоп и трехосный акселерометр. Гироскопы используются для измерения угловой скорости объекта вокруг трех ортогональных осей, а акселерометры используются для измерения ускорения объекта по трем ортогональным осям. Интегрируя эти измерения, можно получить информацию о скорости, смещении и положении объекта.2. Идентификация деформации изгиба труб.При контроле трубопровода IMU можно использовать для определения изгибной деформации трубопровода. Когда IMU установлен на скребке или другом мобильном устройстве и перемещается внутри трубопровода, он может определять изменения ускорения и угловой скорости, вызванные изгибом трубопровода. Анализируя эти данные, можно определить степень и расположение изгибов труб.3. Измерение диаметра и процесс очистки труб.Процесс измерения диаметра и очистки является важной частью обслуживания трубопровода. В этом процессе штангенциркуль, оснащенный ИДУ, используется для перемещения по трубопроводу, измерения внутреннего диаметра трубопровода и регистрации формы и размера трубопровода. Эти данные можно использовать для оценки состояния трубопроводов и прогнозирования возможных потребностей в техническом обслуживании.4. Процесс очистки стальной щеткойПроцесс очистки стальной щеткой используется для удаления грязи и отложений с внутренних стенок трубопроводов. В этом процессе скребок со стальной щеткой и ИДУ перемещается по трубопроводу, очищая внутреннюю стенку трубопровода путем чистки и чистки. Во время этого процесса IMU может записывать геометрическую информацию и чистоту трубопровода.5. Процесс обнаружения IMUПроцесс проверки IMU является ключевым шагом в использовании IMU для сбора и измерения данных во время обслуживания трубопровода. ИДУ устанавливается на скребок или подобное оборудование и перемещается внутри трубопровода, регистрируя ускорение, угловую скорость и другие параметры. Эти данные можно использовать для анализа состояния трубопровода, выявления потенциальных проблем и создания основы для последующего обслуживания и управления.6. Сбор данных и постобработка.После завершения процесса обнаружения IMU собранные данные необходимо собрать и подвергнуть последующей обработке. Сбор данных включает передачу необработанных данных с устройства IMU на компьютер или другое устройство обработки данных. Постобработка включает очистку, калибровку, анализ и визуализацию данных. Благодаря постобработке из исходных данных можно извлечь полезную информацию, такую как форма, размер, степень изгиба и т. д. трубы.7. Измерение скорости и ориентацииIMU может рассчитать скорость и положение объекта, измеряя ускорение и угловую скорость. При проверке трубопровода измерение скорости и положения имеет решающее значение для оценки состояния трубопровода и выявления потенциальных проблем. Контролируя изменения скорости и положения скребка в трубопроводе, можно определить форму, степень изгиба и возможные препятствия на трубопроводе.8. Оценка кривизны и деформации трубы.Используя данные, измеренные IMU, можно оценить кривизну и деформацию трубопровода. Анализируя данные об ускорении и угловой скорости, можно рассчитать радиус кривизны и угол изгиба трубы в различных местах. В то же время, в сочетании со свойствами материала и условиями нагрузки на трубу, также можно оценить уровень деформации и распределение напряжений в трубе на изгибе. Эта информация важна для прогнозирования срока службы трубопроводов, оценки безопасности и разработки планов технического обслуживания.Подвести итогПодводя итог, можно сказать, что IMU играет важную роль в проверке трубопроводов. Измеряя такие параметры, как ускорение и угловая скорость, можно добиться комплексной оценки и поддержания состояния трубопровода. Благодаря постоянному развитию технологий и расширению областей применения применение IMU при контроле трубопроводов будет становиться все более и более обширным. MEMS IMU, независимо разработанный Micro-Magic Inc, имеет относительно высокую точность, например U5000 и U7000, которые являются более точными и представляют собой продукты навигационного класса. Если вы хотите узнать больше о IMU, как можно скорее свяжитесь с нашими профессиональными техническими специалистами.U7000Полностью откалиброванный бесплатформенный 6Dof промышленного класса с компенсацией температуры с алгоритмом фильтра Калмана U5000Rs232/485 Гироскоп Imu для платформы стабилизации радара/инфракрасной антенны 

Ключевые моментыПродукт: Система обнаружения деформации на основе оптоволоконного гироскопаКлючевые особенности:Компоненты: Включает высокоточные оптоволоконные гироскопы для измерения угловой скорости и расчета траектории.Функция: Объединяет гироскопические данные с измерениями расстояний для обнаружения структурных деформаций с высокой точностью.Применение: Подходит для гражданского строительства, мониторинга состояния конструкций и анализа деформаций мостов, зданий и других инфраструктур.Производительность: обеспечивает точность обнаружения деформации более 10 мкм при скорости движения 2 м/с с использованием гироскопов средней точности.Преимущества: Компактный дизайн, легкий вес, низкое энергопотребление и простота использования, обеспечивающая простоту развертывания.Заключение:Эта система обеспечивает точные и надежные измерения деформации, предлагая ценные решения для инженерного и структурного анализа.1 Метод обнаружения деформаций инженерных конструкций на основе волоконно-оптического гироскопаПринцип метода обнаружения деформаций инженерных сооружений на основе волоконно-оптического гироскопа заключается в закреплении волоконно-оптического гироскопа на устройстве обнаружения, измерении угловой скорости системы обнаружения при движении по измеряемой поверхности инженерной конструкции, измерении рабочего расстояния устройство обнаружения и рассчитать рабочую траекторию устройства обнаружения для обнаружения деформации инженерной конструкции. В данной статье этот метод называется методом траекторий. Этот метод можно описать как «двумерную плоскую навигацию», то есть положение носителя определяется по отвесу измеряемой поверхности конструкции и окончательно получается траектория носителя вдоль измеряемой поверхности конструкции.Согласно принципу метода траектории, его основные источники ошибок включают в себя базовую ошибку, ошибку измерения расстояния и ошибку измерения угла. Эталонная ошибка относится к ошибке измерения начального угла наклона θ0, ошибка измерения расстояния относится к ошибке измерения ΔLi, а ошибка измерения угла относится к ошибке измерения Δθi, которая в основном вызвана ошибкой измерения угловая скорость оптоволоконного гироскопа. В данной статье не рассматривается влияние ошибки отсчета и ошибки измерения расстояния на ошибку обнаружения деформации, анализируется только ошибка обнаружения деформации, вызванная погрешностью волоконно-оптического гироскопа.2 Анализ точности обнаружения деформаций на основе волоконно-оптического гироскопа2.1 Моделирование ошибок оптоволоконного гироскопа в приложениях обнаружения деформацийВолоконно-оптический гироскоп представляет собой датчик измерения угловой скорости на основе эффекта Саньяка. После того как свет, излучаемый источником света, проходит через Y-волновод, в оптоволокне образуются два луча света, вращающиеся в противоположных направлениях. Когда носитель вращается относительно инерционного пространства, существует оптическая разность путей между двумя лучами света, и сигнал оптической интерференции, связанный с угловой скоростью вращения, может быть обнаружен на конце детектора, чтобы измерить диагональную скорость.Математическое выражение выходного сигнала оптоволоконного гироскопа: F=Kw+B0+V. Где F — выходная мощность гироскопа, K — масштабный коэффициент, а ω — мощность гироскопа.Вход угловой скорости на чувствительную ось, B0 — гироскопическое смещение нуля, υ — интегральная погрешность, включая белый шум и медленно меняющиеся компоненты, вызванные различными шумами с большим временем корреляции, υ также можно рассматривать как ошибку смещения нуля. .Источниками погрешности измерения оптоволоконного гироскопа являются ошибка масштабного коэффициента и ошибка нулевого отклонения. В настоящее время погрешность масштабного коэффициента применяемого в технике волоконно-оптического гироскопа составляет 10-5~10-6. При применении обнаружения деформации входная угловая скорость мала, а ошибка измерения, вызванная ошибкой масштабного коэффициента, намного меньше, чем ошибка, вызванная ошибкой нулевого отклонения, которую можно игнорировать. Постоянная составляющая ошибки нулевого смещения характеризуется повторяемостью нулевого смещения Br, которая представляет собой стандартное отклонение значения нулевого смещения в нескольких испытаниях. Компонент переменного тока характеризуется стабильностью нулевого смещения Bs, которая представляет собой стандартное отклонение выходного значения гироскопа от его среднего значения в одном тесте, и его значение связано со временем выборки гироскопа.2.2 Расчет погрешности деформации на основе волоконно-оптического гироскопаНа примере простой модели опирающейся балки рассчитана ошибка обнаружения деформации и установлена теоретическая модель деформации конструкции. На основании этого устанавливается обнаружениеНа основе рабочей скорости и времени выборки системы можно получить теоретическую угловую скорость оптоволоконного гироскопа. Тогда ошибка измерения угловой скорости волоконно-оптического гироскопа может быть смоделирована в соответствии с моделью ошибки нулевого отклонения волоконно-оптического гироскопа, установленной выше.2.3 Пример моделирования моделированияНастройка моделирования скорости движения и времени выборки использует режим изменения диапазона, то есть ΔLi, прошедшее за каждый момент выборки, является фиксированным, а время выборки того же сегмента линии изменяется путем изменения скорости движения. Например, когда ΔLi составляет 1 мм, например, скорость движения составляет 2 м/с, время выборки составляет 0,5 мс. Если рабочая скорость составляет 0,1 м/с, время выборки составляет 10 мс.3 Связь между характеристиками оптоволоконного гироскопа и погрешностью измерения деформацииВо-первых, анализируется влияние ошибки повторяемости при нулевом смещении. Когда нет ошибки стабильности нулевого смещения, ошибка измерения угловой скорости, вызванная ошибкой нулевого смещения, фиксируется, например, чем выше скорость движения, тем короче общее время измерения, тем меньше влияние ошибки нулевого смещения, тем меньше деформация. погрешность измерения. При высокой скорости работы ошибка стабильности смещения нуля является основным фактором, вызывающим ошибку измерения системы. Когда скорость движения низкая, ошибка повторяемости нулевого смещения становится основным источником ошибки измерения системы.При использовании типичного индекса оптоволоконного гироскопа средней точности, то есть стабильность нулевого смещения составляет 0,5 °/ч при времени выборки 1 с, повторяемость нуля составляет 0,05 °/ч. Сравните погрешности измерения системы при рабочей скорости 2 м/с, 1 м/с, 0,2 м/с, 0,1 м/с, 0,02 м/с, 0,01 м/с, 0,002 м/с и 0,001 м/с. Когда рабочая скорость составляет 2 м/с, погрешность измерения составляет 8,514 мкм (СКЗ), когда скорость измерения снижается до 0,2 м/с, погрешность измерения составляет 34,089 мкм (СКЗ), когда скорость измерения снижается до 0,002. м/с, погрешность измерения составляет 2246,222 мкм (СКЗ), как видно из результатов сравнения. Чем выше скорость движения, тем меньше погрешность измерения. Учитывая удобство инженерной эксплуатации, скорость движения 2 м/с позволяет достичь точности измерения более 10 мкм.4 РезюмеНа основе имитационного анализа измерения деформации инженерных конструкций на основе волоконно-оптического гироскопа установлена модель погрешности волоконно-оптического гироскопа, а также получена связь между погрешностью измерения деформации и характеристиками волоконно-оптического гироскопа с использованием простой опорной балки. модель как пример. Результаты моделирования показывают, что чем быстрее работает система, то есть чем короче время выборки оптоволоконного гироскопа, тем выше точность измерения деформации системы при неизменном количестве выборки и гарантированной точности определения расстояния. Благодаря типичному индексу оптоволоконного гироскопа средней точности и скорости движения 2 м/с можно достичь точности измерения деформации более 10 мкм.Micro-Magic Inc GF-50 имеет диаметр φ50*36,5 мм и точность 0,1 градуса в час. GF-60 с точностью 0,05°/ч относится к высокому тактическому уровню оптоволоконного гироскопа. Наша компания производит гироскопы небольшого размера, легкого веса, низкого энергопотребления, быстрого запуска, простого управления, простоты в использовании и других характеристик, широко используется в INS, IMU, системе позиционирования, системе определения севера, стабильности платформы и других областях. Если вы заинтересованы в нашем оптоволоконном гироскопе, пожалуйста, свяжитесь с нами.ГФ50Одноосный волоконно-оптический гироскоп средней точности военного стандарта ГФ60Одноосный оптоволоконный гироскоп, оптоволоконный гироскоп малой мощности, угловая скорость Imu для навигации