Aquests giroscopis MEMS únics d'alta precisió es desenvolupen de manera independent amb una arquitectura de bucle tancat-totalment digital, que és el disseny bàsic per garantir el seu rendiment superior i la seva fiabilitat-a llarg termini. A diferència dels giroscopis MEMS de bucle obert-tradicional, el disseny de bucle tancat-totalment digital realitza la detecció en temps real, la retroalimentació i la correcció del mode de vibració del giroscopi mitjançant un processament de senyal digital d'alta-precisió (DSP) i un avançat-bucle tancat, el control d'interferència mecànica de supressió mecànica de la temperatura eficaç. el soroll i els factors ambientals externs, millorant així significativament la precisió de mesura i l'estabilitat del producte.

Com a producte de giroscopi MEMS d'alt rendiment-, la sèrie SG-H integra múltiples característiques destacades per satisfer les diverses necessitats d'aplicació dels camps de navegació industrial i inercial: adopta un disseny estructural miniaturitzat, de mida compacta i lleuger, que es pot integrar fàcilment en diversos equips amb espai d'instal·lació limitat; amb la premissa d'assegurar un alt rendiment, aconsegueix un control de costos optimitzat, amb una alta rendibilitat en costos i és adequat per a escenaris d'aplicació a gran-escala; al mateix temps, té una excel·lent adaptabilitat ambiental, pot funcionar de manera estable en entorns durs com ara un ampli rang de temperatures (-40 graus ~ 85 graus) i una vibració forta, i té una bona capacitat anti-interferències i una llarga vida útil.

Pel que fa als paràmetres de rendiment clau, els giroscopis MEMS d'un sol-sèrie SG-H tenen avantatges notables en l'estabilitat del biaix, que és un dels indicadors bàsics per mesurar la precisió dels giroscopis. Concretament, la seva estabilitat de biaix pot arribar a 1 grau/h amb la condició de suavització de 10 segons, que es troba al nivell líder en el mateix tipus de productes. Aquesta excel·lent estabilitat de biaix garanteix que el giroscopi pugui mantenir una alta precisió de mesura durant molt de temps, reduint eficaçment l'error acumulat dels sistemes de navegació inercial i proporcionant un suport fiable de mesura de velocitat angular per a l'equip.

A causa dels seus excel·lents indicadors de rendiment i de les característiques del producte, els giroscopis d'un sol eix MEMS de la sèrie SG{-H són àmpliament adequats per a diversos sistemes de navegació inercial que tenen requisits estrictes de precisió i estabilitat. Els escenaris d'aplicació típics inclouen: navegació inercial i control d'actitud de vehicles aeris no tripulats (UAV), control de moviment i posicionament de precisió de robots industrials, mesura de l'actitud d'equips marins, navegació auxiliar aeroespacial, unitats de mesura inercial d'automòbils (IMU) i altres camps que requereixen una detecció de velocitat angular d'alta precisió i una operació llarga{4}} estable. Pot millorar eficaçment la precisió de la navegació, controlar l'estabilitat i la fiabilitat operativa de tot el sistema i proporcionar un fort suport tècnic per a l'actualització i desenvolupament d'equips relacionats.

Característiques i avantatges claudeGiroscopi MEMS

1. Eix Z-Eix sensible

El giroscopi està dissenyat amb un eix sensible a l'eix Z-dedicat, que està optimitzat per mesurar la velocitat angular en la direcció de l'eix Z-. Adopta una estructura de detecció MEMS d'alta-precisió i una tecnologia avançada de calibratge del senyal, que pot detectar amb precisió el canvi de velocitat angular de l'objecte mesurat al voltant de l'eix Z-, amb una alta sensibilitat i una forta capacitat anti-interferències. Aquest disseny fa que el producte sigui adequat per a escenaris que requereixen detecció independent de velocitat angular de l'eix Z-, com ara el control d'actitud, el control de l'estat de rotació i la mesura auxiliar de navegació inercial, i pot proporcionar dades de mesura estables i fiables per al sistema.

2. 5V Font d'alimentació

El producte adopta un disseny estàndard d'alimentació de 5 V CC, que és altament compatible amb la majoria d'equips de control industrial, electrònica de consum i sistemes integrats. L'esquema d'alimentació de 5 V no només simplifica el disseny del circuit d'alimentació de tot el sistema, redueix la complexitat de la concordança de la font d'alimentació, sinó que també garanteix el funcionament estable del giroscopi. Es pot connectar directament al mòdul d'alimentació comú de 5 V sense components addicionals de conversió de tensió, reduint eficaçment el cost d'integració i millorant la comoditat d'instal·lació i ús del producte.

3. Baix corrent de funcionament

Amb un circuit de gestió d'energia optimitzat i un disseny de xip MEMS de baixa potència-, el giroscopi té l'avantatge d'un corrent de funcionament baix durant el funcionament normal. La característica de baix consum d'energia no només redueix el consum d'energia de tot el sistema, sinó que també allarga la vida útil de la font d'alimentació (especialment per a equips alimentats per bateria-com ara dispositius portàtils i vehicles aeris no tripulats). Mentrestant, un corrent de funcionament baix pot reduir la generació de calor del producte durant el funcionament, evitar l'impacte de l'augment de la temperatura en la precisió de la mesura i garantir encara més el funcionament estable a llarg termini del giroscopi.

4. Baix cost

Amb la premissa d'assegurar indicadors bàsics de rendiment, el producte aconsegueix una optimització de costos mitjançant un disseny estructural optimitzat, un procés de producció madur i una selecció raonable de components. En comparació amb els giroscopis d'alta-precisió del mateix tipus, té avantatges de cost evidents, que és adequat per a escenaris d'aplicació a gran-escala que tenen certs requisits de rendiment però són sensibles als costos, com ara l'electrònica de consum, els terminals de control industrial i les unitats de mesura inercial de baix-cost. Pot ajudar els clients a reduir el cost global del sistema alhora que satisfan les necessitats de l'aplicació.

5. Excel·lent estabilitat de biaix

L'estabilitat del biaix és un dels indicadors bàsics per mesurar la precisió dels giroscopis MEMS, i aquest producte té un rendiment excel·lent en aquest índex. La seva estabilitat de biaix pot arribar a 1 grau/h en condicions de suavització de 10 segons, la qual cosa suprimeix eficaçment l'error acumulat causat per la deriva del biaix durant el funcionament a llarg termini-. Aquest avantatge permet que el giroscopi mantingui una alta precisió de mesura durant molt de temps, proporcionant un suport fiable de dades de velocitat angular per a escenaris d'aplicació d'alta-precisió, com ara navegació inercial, control d'actitud de precisió i mesura de rotació d'alta-precisió, i millorant el rendiment i la fiabilitat generals del sistema.

Aplicacions típiques deGiroscopi MEMS

1. IMU i sistema de navegació

Els giroscopis MEMS són components bàsics de les unitats de mesura inercial (IMU), que estan àmpliament integrats en diversos sistemes de navegació. En els sistemes de navegació inercial (INS), els giroscopis MEMS funcionen amb acceleròmetres per detectar la velocitat angular i l'acceleració lineal de l'objecte mesurat en temps real, i calcular la posició, l'actitud i la velocitat de l'objecte mitjançant algorismes de navegació inercial. Són adequats per a escenaris on els senyals GPS són febles o es perden, com ara enginyeria subterrània, navegació marina, aeroespacial i posicionament interior. Amb una excel·lent estabilitat de biaix i una resposta dinàmica, els giroscopis MEMS poden compensar eficaçment l'error de posicionament dels sistemes de navegació, millorar la precisió i la continuïtat de la navegació i garantir el funcionament estable de tot el sistema de navegació en entorns complexos.

2. Detecció d'actituds

La detecció d'actitud és un dels escenaris d'aplicació més habituals dels giroscopis MEMS, que s'utilitza àmpliament en diversos equips que necessiten controlar i controlar l'actitud en temps real. Les aplicacions típiques inclouen equips aeroespacials (com ara satèl·lits, avions i míssils), robots industrials, electrònica de consum (com ara telèfons intel·ligents, tauletes i dispositius portàtils intel·ligents) i equips marins. En aquests escenaris, els giroscopis MEMS detecten amb precisió el canvi de velocitat angular de l'equip al voltant de tres eixos (rodoll, cabeceig i guiñada), converteixen el senyal de velocitat angular en dades d'actitud mitjançant el processament del senyal i proporcionen retroalimentació d'actitud-en temps real per al sistema de control. Això ajuda l'equip a mantenir una actitud estable, millorar la precisió del funcionament i evitar riscos com ara desviació i bolcada durant el funcionament.

3. Vehicles no tripulats

Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia no tripulada, els giroscopis MEMS s'han convertit en un component bàsic indispensable en els vehicles no tripulats, inclosos els vehicles aeris no tripulats (UAV), els vehicles terrestres no tripulats (UGV) i els vaixells no tripulats. En els UAV, els giroscopis MEMS s'utilitzen per al control de l'actitud, l'estabilitat del flotador i la correcció de la trajectòria de vol, assegurant que l'UAV pugui mantenir un vol estable fins i tot en entorns aeri complexos (com ara fort vent i turbulència). En els UGV i els vaixells no tripulats, són els responsables de detectar l'estat de rotació i el canvi d'actitud del vehicle, cooperant amb els sistemes de navegació i control per realitzar la conducció autònoma, la planificació del camí i l'evitació d'obstacles. La mida compacta i el baix consum d'energia dels giroscopis MEMS s'adapten perfectament als requisits de disseny lleuger i miniaturitzat dels vehicles no tripulats, alhora que garanteixen una alta fiabilitat i un rendiment-en temps real.

4. Assistència GPS

Els giroscopis MEMS tenen un paper auxiliar important en el posicionament GPS (Global Positioning System), solucionant eficaçment els problemes de baixa precisió de posicionament i pèrdua de senyal de GPS en entorns complexos. En els sistemes de posicionament GPS, els giroscopis MEMS poden compensar el retard i l'error de posicionament causats per la interrupció del senyal GPS (com en túnels, canons urbans i boscos densos) detectant la velocitat angular de l'objecte en temps real. Mitjançant la tecnologia de fusió de dades, s'integren les dades de posicionament del GPS i les dades de velocitat angular dels giroscopis MEMS, cosa que no només millora la precisió de posicionament i el rendiment en temps real-, sinó que també millora la capacitat anti-interferència del sistema de posicionament. Aquesta aplicació s'utilitza àmpliament en la navegació d'automòbils, dispositius de posicionament portàtils, equips d'exploració a l'aire lliure i altres camps, proporcionant serveis de posicionament més fiables per als usuaris.

Especificacionsdel giroscopi MEMS

Paràmetre	SG-H300	SG-H400	SG-H500	Unitat
Interval	±300	±400	±500	grau /s
Estabilitat de biaix (1 s suau)	<3	<3	<3	grau /h
Estabilitat de biaix (10 s suau)	<1	<1	<1	grau /h
Deriva de temperatura de biaix (1σ temperatura completa)	<1	<1	<1	grau /h
Repetibilitat del biaix (1σ)	<1	<1	<1	grau /h
Factor d'escala (25 graus)	21600	18000	16000	LSB/ grau/s
No linealitat del factor d'escala (1σ)	<100	<100	<100	ppm
Factor d'escala Deriva de la temperatura (1σ temperatura completa)	<100	<100	<100	ppm
Repetibilitat del factor d'escala (1σ)	<10	<10	<10	ppm
Ample de banda (-3 dB)	250	250	250	Hz
Endarrerit	<1	<1	<1	ms
Velocitat de sortida de dades	12K	12K	12K	Hz
Precisió de sortida	24	24	24	Bit
Caminar a l'atzar (variant d'Allan 25 graus)	<0.05	<0.05	<0.05	grau /√h
Soroll màxim (temperatura de l'habitació)	<0.3	<0.3	<0.3	grau /s
Sensibilitat -G (qualsevol eix, prova ± 1 g)	<1	<1	<1	grau /h/g
Error de rectificació de vibracions (12 g, rms, 20-2000)	<1	<1	<1	grau /h/g (rms)
Encès-hora	<1	<1	<1	s
Freqüència de l'eix d'accionament	11.5-12.5	1.5-12.5	1.5-12.5	kHz
Xoc (encesa-encès) (1 ms)	1000	1000	1000	g
Resistència als cops (sense{0}}alimentació) (10 ms)	10000	10000	10000	g
Vibració (encesa-)	18	18	18	g
Temperatura de funcionament	-45~+85	-45~+85	-45~+85	grau
Temperatura d'emmagatzematge	-55~+125	-55~+125	-55~+125	grau
Tensió de funcionament	5±0.25	5±0.25	5±0.25	V
Funciona amb corrent	40			mA

Dimensió

Per què escollirEl nostreGiroscopi MEMS?

1. Precisió i estabilitat superiors

La precisió és el nucli dels giroscopis MEMS, i el nostre producte està equipat amb una arquitectura de bucle tancat-totalment digital i una tecnologia avançada de calibratge del senyal. La seva estabilitat de biaix pot arribar a 1 grau /h (10 s suau), cosa que suprimeix eficaçment la interferència de la deriva de la temperatura, el soroll mecànic i els factors ambientals externs, assegurant una mesura de velocitat angular d'alta-precisió a llarg termini. Tant si s'utilitza en navegació inercial, control d'actitud o monitorització de moviments d'alta-precisió, pot proporcionar suport de dades estable i fiable, reduint l'error acumulat de tot el sistema i millorant la precisió operativa.

2. Excel·lent adaptabilitat i usabilitat

El nostre giroscopi MEMS està dissenyat tenint en compte la pràctica per satisfer les diverses necessitats dels diferents escenaris d'aplicació. Adopta un disseny d'eix sensible a l'eix Z-, que està optimitzat per a la mesura de la velocitat angular en la direcció de l'eix Z- i es pot integrar de manera flexible en diversos sistemes que requereixen detecció independent de l'eix Z-. Amb una font d'alimentació estàndard de 5 V CC, és altament compatible amb la majoria d'equips de control industrial, sistemes integrats i electrònica de consum, simplificant el disseny del circuit d'alimentació i reduint la dificultat d'integració. A més, el disseny de corrent de funcionament baix no només redueix el consum d'energia, sinó que també allarga la vida útil dels equips alimentats amb bateria-, el que el fa adequat per a dispositius portàtils i no tripulats.

3. Alt cost-efectivitat

Ens adherim al concepte d'"alt rendiment a un cost raonable", i mitjançant un disseny estructural optimitzat, processos de producció madurs i una selecció racional de components, hem aconseguit un equilibri perfecte entre el rendiment i el cost del producte. En comparació amb productes del mateix nivell de precisió, el nostre giroscopi MEMS té avantatges de costos evidents, que us poden ajudar a reduir de manera efectiva el cost global del sistema alhora que garanteix els requisits de l'aplicació. És adequat per a escenaris d'aplicacions a gran-escala, com ara l'electrònica de consum, els terminals de control industrial i les unitats de mesura inercial de baix-cost, la qual cosa ofereix un major rendiment de costos per als vostres projectes.

4. Qualitat fiable i llarga vida útil

El nostre giroscopi MEMS es sotmet a un estricte control de qualitat i proves de fiabilitat durant tot el procés de producció, des de la fabricació de xips fins al muntatge del producte. Adopta un disseny estructural compacte i robust, amb una forta capacitat anti-interferències i una excel·lent adaptabilitat ambiental, que pot funcionar de manera estable en entorns durs com ara un ampli rang de temperatures (-40 graus ~ 85 graus), vibracions i humitat fortes. El disseny de baix consum d'energia també redueix la generació de calor del producte, evitant la degradació del rendiment causada pel sobreescalfament i assegurant un funcionament estable a llarg termini del producte, reduint els costos de manteniment i el temps d'inactivitat del vostre sistema.

5. Àmplia compatibilitat d'aplicacions

El nostre giroscopi MEMS és àmpliament aplicable a diversos camps, com ara unitats de mesura inercial (IMU) i sistemes de navegació, detecció d'actitud, vehicles no tripulats (UAV, UGV), assistència GPS, robots industrials, electrònica de consum i altres escenaris. Tant si necessiteu suport de navegació d'alta-precisió, control d'actitud-en temps real o posicionament auxiliar, el nostre producte es pot adaptar de manera flexible, proporcionant una solució de mesura de velocitat angular única-per a les vostres diferents necessitats d'aplicació.

Principi de funcionament deGiroscopi MEMS

1.Mecanisme bàsic: efecte Coriolis

L'efecte Coriolis és el principi físic fonamental sobre el qual funcionen els giroscopis MEMS. Quan una massa es mou a una velocitat constant en un marc de referència giratori, estarà sotmesa a una força inercial perpendicular tant a la direcció del moviment com a la direcció de rotació-aquesta força s'anomena força de Coriolis. La magnitud de la força de Coriolis és proporcional a la velocitat angular del marc de referència giratori, la massa de l'objecte en moviment i la velocitat lineal de l'objecte. Els giroscopis MEMS utilitzen aquest efecte per convertir la velocitat angular de l'objecte mesurat en un senyal elèctric detectable, realitzant així la mesura de la velocitat angular.

2. Estructura clau: micro-oscil·lador de detecció

El component bàsic d'un giroscopi MEMS és el micro-oscil·lador de detecció, que es fabrica mitjançant la tecnologia de microfabricació MEMS (com ara el micromecanitzat a granel o el micromecanitzat de superfície). Aquest oscil·lador normalment consta d'un micro-bloc de massa, bigues elàstiques i elèctrodes de conducció/detecció. El bloc de micro-massa està suspès al substrat per bigues elàstiques, que li permeten moure's en una direcció específica sota l'acció de la tensió de conducció. Segons el disseny, el micro-oscil·lador de detecció té dues direccions de moviment principals: la direcció de conducció (direcció d'excitació) i la direcció de detecció (direcció de detecció), que són perpendiculars entre si.

3. Procés de treball: Excitació → Generació de força de Coriolis → Detecció de senyal

Tot el procés de treball del giroscopi MEMS és un cicle tancat-bucle-obert, que es pot dividir específicament en tres passos:

- Pas 1: excitació del micro-oscil·lador - Els elèctrodes de conducció apliquen un voltatge altern al micro-bloc de massa, que genera una força electrostàtica perquè el bloc de massa vibri periòdicament en la direcció de conducció a una freqüència de ressonància fixa. Aquesta vibració estable és la premissa per a la generació posterior de la força de Coriolis; només quan el bloc de massa manté una velocitat lineal constant en la direcció de conducció, la força de Coriolis pot ser proporcional amb precisió a la velocitat angular mesurada.

- Pas 2: generació de la força de Coriolis - Quan el giroscopi MEMS gira al voltant de l'eix sensible (l'eix perpendicular a les direccions de conducció i de detecció), el micro-bloc de massa que vibra en la direcció de conducció estarà sotmès a la força de Coriolis perpendicular a la direcció de conducció (és a dir, la direcció de detecció). La magnitud d'aquesta força de Coriolis és directament proporcional a la velocitat angular de la rotació del giroscopi: com més gran sigui la velocitat angular, més gran serà la força de Coriolis i viceversa.

- Pas 3: detecció i processament del senyal - Sota l'acció de la força de Coriolis, el bloc de micro-massa produirà un petit desplaçament en la direcció de detecció. Els elèctrodes de detecció detecten aquest desplaçament i el converteixen en un senyal elèctric (normalment un canvi de capacitat o de voltatge). A continuació, el circuit de processament del senyal amplifica, filtra i calibra aquest senyal elèctric feble, convertint-lo en un senyal digital o analògic que és proporcional a la velocitat angular mesurada. Finalment, el senyal processat s'emet al sistema superior, completant la mesura de la velocitat angular.

4. Arquitectura de bucle-obert vs. bucle tancat-

Els giroscopis MEMS es divideixen en arquitectures de bucle-obert i bucle-tancat segons el mètode de processament del senyal. Els giroscopis de bucle obert-detecten directament el desplaçament del bloc de micro-massa en la direcció de detecció i el converteixen en un senyal de sortida; tenen els avantatges d'una estructura simple i un baix cost, però són susceptibles a interferències externes i tenen una precisió relativament baixa. Els giroscopis de bucle tancat-, en canvi, afegeixen un enllaç de control de retroalimentació: després de detectar el desplaçament del bloc de massa, el circuit de retroalimentació genera una contraforça per compensar la força de Coriolis, fent que el bloc de massa torni a la posició d'equilibri. La magnitud de la força de retroalimentació és proporcional a la força de Coriolis (i, per tant, a la velocitat angular), la qual cosa millora significativament la precisió de la mesura, l'estabilitat i la capacitat anti-interferència, i s'utilitza àmpliament en escenaris d'aplicació d'alta-precisió.

PMF deGiroscopi MEMS

Q1: Què vol dir "estabilitat de biaix d'1 grau /h (10 s suau)" i per què és important?

R: L'estabilitat del biaix es refereix al grau de desviació del senyal de sortida del giroscopi MEMS quan no hi ha entrada de velocitat angular (estat estàtic), que reflecteix la precisió de mesura-a llarg termini del giroscopi. El paràmetre "1 grau / h (10 s suau)" significa que després de 10 segons de processament de suavització del senyal, la deriva mitjana de biaix del giroscopi no és superior a 1 grau per hora. Aquest indicador és crucial perquè afecta directament l'error acumulat del sistema: com millor és l'estabilitat del biaix, menor serà l'error acumulat durant el funcionament a llarg termini-, cosa que és especialment important per a escenaris d'alta-precisió, com ara la navegació inercial i el control d'actitud.

Q2: Quins requisits d'alimentació té el giroscopi MEMS?

R: El nostre giroscopi MEMS adopta un disseny estàndard d'alimentació de 5 V CC, que és altament compatible amb la majoria d'equips de control industrial, sistemes integrats i electrònica de consum. No requereix components de conversió de tensió addicionals, cosa que simplifica el disseny del circuit d'alimentació. Al mateix temps, el producte té una característica de corrent de funcionament baix, que pot reduir eficaçment el consum d'energia del sistema i és adequat per a dispositius alimentats amb bateria-com ara equips portàtils i vehicles no tripulats.

Q3: Quina diferència hi ha entre els giroscopis MEMS de-bucle obert i-de bucle tancat, i quin he de triar?

R: La diferència principal rau en el mètode de processament del senyal: els giroscopis de bucle obert-detecten directament el desplaçament del bloc de micro-massa en la direcció de detecció i el converteixen en un senyal de sortida, amb els avantatges d'una estructura senzilla i un baix cost, però una precisió més baixa i capacitat anti-interferències, adequat per a escenaris electrònics de baixa-precisió, com ara. Els giroscopis-de bucle tancat afegeixen un enllaç de control de retroalimentació per compensar la força de Coriolis a través d'un circuit de retroalimentació, millorant significativament la precisió de mesura, l'estabilitat i la capacitat anti-interferències, adequats per a escenaris d'alta-precisió com ara navegació inercial, vehicles no tripulats i control d'actitud de precisió.

P4: El giroscopi MEMS pot funcionar normalment en entorns durs?

A: Sí. El nostre giroscopi MEMS té una excel·lent adaptabilitat ambiental i pot funcionar de manera estable en entorns durs. Pot suportar un ampli rang de temperatures de -40 graus ~ 85 graus i té una forta capacitat anti-vibració i antihumitat. El disseny estructural compacte i robust i les proves de qualitat estrictes garanteixen que pugui mantenir un rendiment estable en llocs industrials, entorns exteriors i altres escenaris complexos, reduint l'impacte dels factors ambientals en la precisió de la mesura.

Etiquetes populars: Giroscopi MEMS únic d'alta precisió, Xina Fabricants, proveïdors, fàbrica de giroscopi MEMS únic d'alta precisió