ИМУ для тумана

Откройте для себя инновационную конструкцию миниатюрного инерциального измерительного блока (IMU) на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG), обеспечивающего высокую точность, низкое энергопотребление и резервирование для аэрокосмической, навигационной и промышленной отраслей. Узнайте о его технических преимуществах и характеристиках.1. ОбзорВ связи с растущим спросом на инерциальные навигационные системы в аэрокосмической отрасли, высокотехнологичной навигации и промышленных приложениях, миниатюризация, низкое энергопотребление и высокая надежность стали ключевыми показателями. В данной статье представлено инновационное конструктивное решение для миниатюрного инерциального измерительного блока на основе волоконно-оптического гироскопа (ВОГ), основанное на 40-летнем опыте разработки ВОГ, и подтверждены его превосходные характеристики в ходе инженерной проверки.2. Технические характеристикиВолоконно-оптический гироскоп (ВОГ) измеряет угловую скорость, используя эффект Сагнака. С момента своего появления в 1976 году ВОГ постепенно вытеснил традиционные механические и лазерные гироскопы благодаря своей твердотельной конструкции, высокой надежности и быстрому запуску.3. Проектирование системной архитектурыДанная система IMU состоит из двух основных компонентов: модуля IMU и схемы IMU. Модуль включает в себя четыре волоконно-оптических гироскопа (FOG) и четыре кварцевых акселерометра с гибкими элементами, использующих структуру 4S. Любая комбинация из трех осей позволяет осуществлять трехмерное измерение угловой скорости и ускорения, при этом обеспечивается резервирование по одной степени свободы для повышения отказоустойчивости.Схема включает в себя основную/резервную интерфейсную цепь и модуль управления питанием. Основной/резервный интерфейс обеспечивает резервное питание в режиме «холод-горячий» и отвечает за сбор сигналов от датчиков и связь с навигационной системой, а также за обеспечение вторичного питания. Модуль управления питанием независимо контролирует включение/выключение питания каждого канального датчика, повышая интеграцию системы и возможности регулирования питания.4. Оптимизация основных устройств и схем.Миниатюрная конструкция системы управления питанием с использованием интерфейсной схемы LSMEU01 на основе SIP-корпуса и магнитных фиксирующих реле уменьшает объем всей схемы IMU примерно на 50% и контролирует вес до 0,778 кг. Акселерометр использует стратегию температурной компенсации на основе комбинированных параметров, оптимизируя энергопотребление одного канала до 0,9 Вт, что эффективно снижает общую тепловую нагрузку.Показатели эффективностиОбщий вес: 850 гКонструкция: Резервная конфигурация с 4 волоконно-оптическими гироскопами + 4 акселерометрами.Области применения: аэрокосмическая отрасль, бурение и геодезия, динамические коммуникационные платформы и другие сценарии со строгими требованиями к размерам, энергопотреблению и производительности.5. Перспективы на будущееДанная конструкция прошла комплексное тестирование в нескольких типичных системах и демонстрирует стабильную и надежную работу. Являясь одним из самых маленьких инерциальных измерительных блоков на рынке, U-F3X90 подходит для таких применений, как системы определения ориентации и курса (AHRS), системы управления полетом, инерциальные/спутниковые навигационные платформы и высокодинамичное промышленное оборудование. Он обеспечивает высокоточное и энергоэффективное решение для различных высокотехнологичных приложений.  U-F3X90Волоконно-оптический гироскоп IMU --

Узнайте, как снизить магнитную чувствительность в инерциальных измерительных блоках на основе волоконно-оптических гироскопов с помощью передовых методов, таких как деполяризация, магнитное экранирование и компенсация ошибок. Откройте для себя высокоточные решения для авиационных и навигационных систем.В высокоточных инерциальных измерительных блоках (ИМБ) волоконно-оптический гироскоп (ВОГ) является одним из основных компонентов, и его характеристики имеют решающее значение для определения местоположения и ориентации всей системы. Однако из-за эффект Фарадея В отличие от других типов оптоволоконных катушек, волоконно-оптический гироскоп (ВОГ) чрезвычайно чувствителен к аномалиям магнитного поля, что напрямую приводит к ухудшению его нулевого смещения и дрейфу, тем самым влияя на общую точность инерциального измерительного блока (ИМУ).Итак, как возникает магнитная чувствительность инерциального измерительного блока (IMU) на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG)? И как можно эффективно подавить это влияние? В данной статье будет подробно проанализирован технический подход к снижению магнитной чувствительности FOG с точки зрения теории и инженерной практики.1. Магнитная чувствительность волоконно-оптического гироскопа: начиная с физического механизма.Чувствительность волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) к магнитным полям обусловлена ​​эффектом Фарадея — то есть, когда линейно поляризованный свет проходит через определенный материал под воздействием магнитного поля, плоскость его поляризации поворачивается. В интерференционной структуре кольца Сагнака в ВОГ этот вращательный эффект вызывает разность фаз между двумя лучами, распространяющимися в противоположных направлениях, что приводит к ошибкам измерения. Другими словами, интерференция магнитных полей не статична, а динамически влияет на выходной сигнал ВОГ, изменяясь в зависимости от условий.Теоретически, осевое магнитное поле, перпендикулярное оси катушки оптического волокна, не должно вызывать эффект Фарадея. Однако в действительности, из-за небольшого наклона во время намотки оптического волокна, «осевой магнитный эффект» всё же возникает. Это основная причина, по которой влияние магнитных полей нельзя игнорировать в высокоточных приложениях волоконно-оптических гироскопов.2. Два основных технических подхода к снижение магнитной чувствительности FOG(1) Улучшения на уровне оптических устройства. Технология деполяризации. Заменив волокна, сохраняющие поляризацию, одномодовыми волокнами, можно уменьшить отклик на магнитное поле. Поскольку одномодовые волокна имеют более слабый отклик на эффект Фарадея, чувствительность на источнике снижается.б. Усовершенствованный процесс намоткиКонтроль натяжения намотки и снижение остаточного напряжения в волокнах позволяют эффективно уменьшить ошибки магнитной индукции. В сочетании с автоматизированной системой контроля натяжения это является ключом к повышению стабильности характеристик катушек, сохраняющих поляризацию.c. Новые оптические волокна с низкой магнитной чувствительностью.В настоящее время некоторые производители выпустили оптоволоконные материалы с низкими коэффициентами магнитного отклика. При использовании в сочетании с кольцевыми структурами они позволяют оптимизировать магнитоинтерференционные свойства на уровне материала.(2) Системные меры противомагнитной защитыа. Моделирование и компенсация магнитных ошибокУстановка магнитных датчиков (таких как магнитометры) для мониторинга магнитного поля в реальном времени и внедрение компенсационных моделей в систему управления позволяют динамически корректировать выходной сигнал волоконно-оптического гироскопа.б. Многослойная структура магнитного экранированияИспользование таких материалов, как μ-сплавы, для создания двухслойных или многослойных экранирующих полостей может эффективно ослабить влияние внешних магнитных полей на волоконно-оптический гироскоп (ВОГ). Моделирование методом конечных элементов подтвердило, что эффективность экранирования может быть увеличена в десятки раз, но при этом увеличивается вес и стоимость системы.3. Экспериментальная проверка: Насколько велико влияние магнитных полей?В серии экспериментов, проведенных с использованием трехкоординатного поворотного стола, исследователи собрали данные о дрейфе волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) как в открытом, так и в закрытом состояниях. Результаты показали, что при усилении магнитного поля амплитуда дрейфа ВОГ может увеличиваться в 5-10 раз, и появляются явные спектральные интерференционные сигналы (например, 12,48 Гц, 24,96 Гц и т. д.).Это также указывает на то, что если не будут приняты эффективные меры, точность волоконно-оптических гироскопов будет значительно снижена в реальных условиях авиации, космоса и других средах с высоким уровнем электромагнитного излучения.4. Практические рекомендации: Как повысить антимагнитные свойства инерциального измерительного блока на основе волоконно-оптического гелиевого датчика (FOG IMU)?В практических приложениях мы рекомендуем следующие комбинированные стратегии:(1) Выберите структуру FOG, устраняющую поляризацию(2) Использовать оптические волокна с низким магнитным откликом(3) Внедрить оборудование для намотки оптического волокна с автоматическим контролем натяжения.(4) Установить трехмерные потоковые затворы и построить модели ошибок(5) Оптимизировать конструкцию экранирующих оболочек из μ-сплавовВзяв в качестве примеров серии U-F3X80 и U-F3X100, выпущенные компанией Micro-Magic, можно отметить, что встроенные в них оптические гироскопы обеспечивают стабильную работу даже при наличии внешних воздействий. магнитные помехи Благодаря многочисленным техническим усовершенствованиям, они стали предпочтительным решением среди существующих. авиационные инерциальные измерительные блоки (IMU).5. Заключение: Точность определяет уровень применения, и к магнитной чувствительности следует относиться серьезно.В системах высокоточного позиционирования, навигации и управления характеристики инерциального измерительного блока (IMU) на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG) определяют надежность системы. А магнитная чувствительность, долгое время остававшаяся без внимания, сейчас становится одним из «узких мест» точности. Только благодаря совместной оптимизации на уровне материалов и конструкций, а также на системном уровне, мы можем действительно достичь высокой точности работы IMU в сложных электромагнитных условиях.Если вас смущает выбор инерциального измерительного блока (IMU) или вопросы точности работы датчика тумана (FOG), вам стоит пересмотреть свой подход с точки зрения магнитной чувствительности. Датчик тумана от Micro-Magic U-F3X80,U-F3X90, U-F3X100,иU-F300 Все они состоят из волоконно-оптических гироскопов. Для того чтобы улучшать точность ИМУ для туманаС помощью соответствующих технических мер мы можем полностью снизить магнитную чувствительность волоконно-оптических гироскопов, находящихся внутри них.U-F3X80Волоконно-оптический гироскоп IMUU-F3X90Волоконно-оптический гироскоп IMUU-F100AВысокоточный волоконно-оптический гироскопU-F3X100Волоконно-оптический гироскоп IMU   

Откройте для себя систему FOG IMU средней и низкой точности: экономичное, ударопрочное инерциальное навигационное решение для БПЛА, робототехники и морских применений. Узнайте о ее модульной конструкции, быстром запуске и высокой стабильности.В областях беспилотных систем, интеллектуального производства и точного управления... инерциальный измерительный блок Инерциальный измерительный блок (IMU) становится важнейшей «невидимой технологией». Сегодня мы подробно рассмотрим решение, хорошо зарекомендовавшее себя в реальных проектах — систему IMU на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG) средней и низкой точности, разработанную на основе разомкнутого волоконно-оптического гироскопа (FOG). MEMS-акселерометр.Это не просто инерциальное сенсорное устройство, а идеальный баланс между миниатюризацией, высокой экономичностью и точностью. навигация.1. Почему стоит выбрать FOG IMU?Поскольку традиционные инерциальные навигационные системы на основе платформ постепенно уходят в прошлое, инерциальные навигационные системы с жесткой фиксацией Системы синтаксического анализа (SINS) получили широкое распространение благодаря использованию математического моделирования и цифровых вычислений.Итак, каковы основные преимущества FOG IMU?(1) Устойчивость к ударам и помехам: Волоконно-оптические гироскопы обладают естественной ударопрочностью и могут выдерживать высокие перегрузки, что делает их особенно подходящими для работы в суровых условиях.(2) Быстрый запуск: не требуется сложная инициализация; подключи и работай сразу после включения питания.(3) Точность и экономичность: удовлетворяя требованиям навигации, он также контролирует затраты.(4) Простая интеграция: малый размер, низкое энергопотребление и простота встраивания.Поэтому он широко применяется в таких областях, как беспилотные летательные аппараты, робототехника, системы, устанавливаемые на транспортных средствах, и морская навигация.2. Основные особенности системной архитектурыДанный инерциальный измерительный блок на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG IMU) имеет модульную конструкцию, состоящую из трехосевого волоконно-оптического гироскопа, трехосевого MEMS-акселерометра, модуля сбора данных и высокоскоростного цифрового сигнального процессора (DSP), дополненного алгоритмами температурной компенсации и моделирования ошибок, что обеспечивает стабильный выходной сигнал.Шесть чувствительных осей расположены в трехмерном ортогональном порядке и в сочетании с программным механизмом компенсации позволяют исключить влияние структурных ошибок на точность навигации.Кроме того, эта система была проверена с помощью моделирования, что гарантирует сохранение требуемой точности навигационных расчетов даже при использовании датчиков низкой точности.3. Модуль сбора данных: «Нейронный центр» инерциального измерительного блока (IMU).Мы специально оптимизировали канал сбора данных:(1) Аналоговая обработка сигнала: двухступенчатое усиление + аналоговый фильтр, повышающий четкость сигнала.(2) Высокоточная выборка АЦП: цикл обновления 10 мс, обеспечивающий быструю реакцию системы.(3) Канал температурной компенсации: Интегрированный мониторинг температуры чипа и окружающей среды, обеспечивающий полную адаптацию к условиям окружающей среды.Этот модуль играет решающую роль в повышении общей точности системы.4. Производительность и обратная связь в реальных условияхПосле развертывания прототипа и системного тестирования характеристики данной системы FOG IMU следующие:(1) Отличная стабильность углов ориентации(2) Статические ошибки в пределах контролируемого диапазона(3) Высокая помехоустойчивость, способность адаптироваться к быстрым динамическим изменениямВ настоящее время эта система используется на определенном типе платформ для навигации роботов, и отзывы о ней неизменно положительные. 5. Перспективы в предметной области приложенийСистема FOG IMU готова к применению в следующих сценариях:(1) Навигация для беспилотных летательных аппаратов и беспилотные транспортные средства(2) Морские измерительные системы(3) Оборудование для промышленной автоматизации(4) Управление ориентацией низкоорбитальных спутников(5) Интеллектуальные роботы и точное позиционированиеВ будущем мы также выпустим модернизированную версию FOG IMU, разработанную специально для высокоточных задач, таких как UF-100A. Следите за обновлениями! UF100AИнерциальный измерительный блок на основе волоконно-оптического гироскопа средней точности