Создание высокоточного миниатюрного MEMS-искателя севера

Ключевые моменты

• • Продукт: Высокоточный миниатюрный MEMS-искатель севера.

    Ключевые особенности:

    • Компоненты: Блок инерциальных измерений (IMU) с 3-осевым MEMS-гироскопом и акселерометром, а также схемы питания, управления и отображения.
    • Функция: Обеспечивает точный курс автономно, независимо от спутников или погоды.
    • Применение: Используется в горнодобывающей промышленности, нефтедобыче, на судах и в туннелях.
    • Инерциальная навигация: измеряет положение, скорость и ускорение с помощью гироскопов и акселерометров.

    Вывод: конструкция MEMS North Finder развивается: такие модели, как NF1000, адаптируются к цилиндрическим формам для специализированных отраслей, таких как каротаж нефти.

В качестве инструмента для измерения угла между севером и истинным севером, искатель севера может предоставить точную информацию об ориентации и положении в статической базовой среде и играет важную роль в горнодобывающей промышленности, нефтедобыче, судовом оборудовании, проходке туннелей и других областях. В настоящее время во всех сферах жизни предъявляются все более высокие требования к размеру и точности искателя севера, поэтому искатель севера является более высокоточным и миниатюрным.

Первоначально я начну с базовой точки зрения, сосредоточив внимание на составе системы поиска севера, чтобы каждый мог более четко понять систему поиска севера.

Основные компоненты искателя севера

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. Схема состоит в основном из четырех печатных плат, включая: плату питания, плату управления, плату усилителя мощности и опорную пластину. В таблице 1 показаны компоненты системы поиска севера.

Рисунок 1. Аппаратная блок-схема искателя севера.

Таблица 1. Компоненты искателя Севера

На панели северного искателя MEMS расположены два индикатора: индикатор северного искателя и индикатор электропитания; Две кнопки: северная кнопка и выключатель питания; Пятиразрядный семисегментный цифровой дисплей; Предохранитель; Внешнее подключение устройства осуществляется с помощью двух разъемов: разъема питания и разъема интерфейса связи.
Искатель севера состоит из инерциальных измерительных блоков и алгоритмов, принцип которых тот же, что и инерциальная навигационная система, разница в том, что разные алгоритмы образуют разные системы. Следовательно, система поиска севера также является инерциальной навигационной системой.
Инерциальная навигационная система может измерять информацию о местоположении, мгновенную скорость, ускорение и угловую скорость с помощью компонентов инерциального измерения без вмешательства со стороны внешней среды, без излучения и тайно, а также может непрерывно предоставлять информацию о местоположении, угле ориентации, линейной скорости, угловой скорости и другую информацию о параметрах в авиационная, аэрокосмическая, навигационная и военная области.
Основной принцип инерциальной навигации показан на рисунке 2. Система координат, показанная на рисунке, — oxy, где (x,y) — мгновенное положение. На платформе инерциальной навигационной системы скорость Vx, Vy и мгновенное положение x и y получаются посредством компьютерного расчета, где ось x и y управляют осями измерения двух акселерометров соответственно, а акселерометр используется для измерения ускорение двух осей.

Рисунок 2. Основной принцип инерциальной навигации.

В инерциальной навигационной системе поверхность Земли считается сферической, тогда положение вектора представляется долготой и широтой, а если оси x и y указывают на север и восток соответственно, положение вектора представляется долготой и широтой:

Где R – радиус земли; φ0 – начальная широта несущей; λ0 – начальная долгота несущей;
φ – географическое широтное положение перевозчика; λ – географическая долгота положения перевозчика;
vx – скорость в северном направлении; vy – скорость в восточном направлении.
Инерциальный измерительный блок, также называемый инерциальным навигационным блоком, состоит из акселерометра и гироскопа. Инерциальная навигационная система состоит из трех частей, включая инерциальный измерительный блок, компьютер и дисплей. Ускорение самолета, движущегося в трех направлениях - поперечном, продольном и вертикальном, измеряется тремя акселерометрами, а вращение самолета в трех направлениях - продольном и вертикальном - гироскопом с тремя степенями свободы. Компьютер рассчитывает скорость и положение самолета; На дисплей выводятся все виды данных навигационной информации.

Заключение

Большая часть искателя севера имеет форму куба, но с ростом спроса различных отраслей внешний вид искателя севера также меняется. Например, NF1000 — это искатель севера, предназначенный для каротажа нефти, наклонно-направленного бурения и добычи полезных ископаемых, а его форма совершила большой прорыв, превратившись из куба в цилиндр, который можно хорошо адаптировать к форме зонда. Поскольку это МЭМС-искатель севера, он содержит трехосный МЭМС-гироскоп и трехосный МЭМС-акселерометр.
Я надеюсь, что благодаря этой статье вы сможете понять структуру высокоточного миниатюрного искателя севера MEMS. Если вы заинтересованы в дополнительных знаниях о искателе севера, свяжитесь с нами.