Aplicaciones

Quartz flexible accelerometers are widely used in aerospace, inertial navigation, precision measurement and other fields due to their advantages of high precision and stability. However, its core sensitive component - quartz flexible pendulum - is very fragile and extremely sensitive to vibration environments. Vibration may cause performance degradation, zero shift, and even structural damage. Therefore, strict vibration testing and effective anti vibration measures are crucial.   Purpose of Vibration Testing   The purpose of vibration testing is to evaluate the performance, structural integrity, and reliability of accelerometers in actual or expected vibration environments. The main types of testing include sine vibration testing and random vibration testing. Sine vibration testing is to find the resonant frequency of the structure and evaluate its response and tolerance at specific frequencies. Typically, within the specified frequency range (e.g., 5 Hz – 2000 Hz or higher, according to the specification), a linear or logarithmic sweep is performed along three mutually perpendicular axes. Frequencies exhibiting an abnormal increase in accelerometer output (response amplification) are recorded. Special attention should be paid to the first-order and second-order flexural resonant frequencies of the quartz flexure, as these frequencies are most prone to damage. The relationship between the input vibration and output signal is analyzed. Perform fixed frequency vibration for a specified duration (such as several minutes) on the identified resonant frequency points (especially the pendulum resonance points) to test their fatigue life and stability. Random vibration testing is to simulate wideband, random vibration excitations in actual environments (such as rocket launches, engine noise, aerodynamic turbulence, vehicle driving), and evaluate their comprehensive performance under statistically distributed vibrations. Apply vibrations with specific power spectral density patterns along three mutually perpendicular axes within the specified frequency range. The scale of testing is usually higher than that of sine testing, which can better reflect the real environment. PSD spectra and Grms values are developed based on specifications or measured data. The key monitoring parameters in the test include output signals, physical status, and performance verification. The output signal mainly observes zero offset, scale factor changes, increased noise levels, abnormal outputs (saturation, oscillation), etc; The physical state mainly involves checking whether the accelerometer has any abnormal noise, whether the structure is loose, and whether there is any damage to the appearance (after testing, the cover needs to be opened to check the swing plate); Performance validation mainly involves comprehensive static performance testing of accelerometers before, during, and after vibration (zero bias, scale factor, second-order nonlinearity, threshold, resolution, repeatability, etc.), comparing the effects of vibration.   Vibration Mitigation Measures   To address the vulnerability of quartz flexure accelerometers, vibration resistance measures must be implemented at multiple levels.   (1)      Core sensitive structure design and process Firstly, it is necessary to optimize the design of the oscillating plate. While meeting the requirements of sensitivity and bandwidth, the thickness of the oscillating plate should be appropriately increased (balancing sensitivity), the shape and support structure should be optimized, and the lowest order resonant frequency should be maximized to be higher than the expected main vibration environment frequency (ideally higher than twice). Avoid resonance frequencies falling in the main vibration energy concentration zone. Secondly, it is precision manufacturing and assembly, strictly controlling the machining accuracy and symmetry of key components such as swing plates, torque converter coils, differential capacitor plates, etc., to ensure uniform stress distribution and reduce internal stress concentration points. Reliable processes such as laser welding are used to connect the swing plates to the base. Finally, the selection of materials should be based on high-strength and high stability quartz materials, and the stiffness and damping characteristics of the base and shell materials should also be considered.   (2)      Internal mechanical isolation and damping Firstly, apply a small amount of special damping adhesive (such as silicone rubber base) on the non sensitive area of the swing plate or the supporting beam. This is one of the most commonly used and effective measures, which can significantly reduce the resonance Q value and decrease the resonance amplification factor. However, extreme caution should be taken to avoid affecting sensor performance (such as introducing thermal stress, affecting symmetry, and increasing mass). Secondly, a micro isolation system (such as low stiffness, high damping rubber pads, metal rubber, micro wire rope isolators, etc.) should be designed between the core of accelerometer (including the core components of the swing plate assembly) and the housing base to isolate the transmission of high-frequency vibrations to the sensitive core. The stiffness, damping, and load-bearing capacity need to be carefully designed.   (3)      Sealing and Filling Encapsulating silicon gel or silicone rubber with low modulus and high damping in the inner cavity of the accelerometer (usually between the core and the shell) is another very effective anti vibration measure (especially anti shock and high-frequency vibration). Silicon gel or silicone rubber provides damping and absorbs vibration energy; Support internal structure and suppress relative motion; Protect internal components from contamination and moisture. The sealing adhesive needs to have extremely low shrinkage stress, excellent thermal stability, good adhesion, low air release, and low permeability (especially for space applications). The sealing process (excluding bubbles and curing) is crucial, as poor sealing can actually introduce stress or contamination.   (4)      External installation and system level vibration isolation Optimize the installation interface to ensure that the installation base is flat and rigid. Tighten the connecting bolts evenly to the specified torque to avoid introducing local stress or reducing overall stiffness due to improper installation. At the same time, install appropriate external shock absorbers between the accelerometer and vibration sources such as engine mounts and aircraft structures. Select the type of isolator (such as metal rubber isolator, wire rope isolator, viscoelastic damping isolator) based on the characteristics of the main vibration frequency, and its natural frequency should be much lower (usually <1/√ 2 times) than the lowest main vibration frequency that needs to be isolated. The load-bearing capacity of the isolator, environmental adaptability (temperature, vacuum), and the impact on the low-frequency performance of the sensor also need to be considered.   Test cases   Taking the AC-9 series high-precision quartz accelerometer produced by Micro-Magic Inc as an example, the influence of vibration environment on the K0 index of the accelerometer is tested. Before vibration, the quartz accelerometer is in a 0g state, the product is powered on, data is collected for 1 minute, and take the average of the data, denoted as ; Start the vibration table under the following vibration conditions: 6g, random vibration at 200~2000Hz, wait for the vibration table to stabilize, collect data for 1 minute, and take the average of the data, denoted as ; Rotating vibration fixture, quartz accelerometer in 0g state, then power on the product, collect data for 1 minute, and take the average of the data, denoted as . By calculation, it can be concluded that:   Conclusion   The vibration problem of quartz flexible accelerometers is a system engineering issue that needs to be addressed throughout the entire process of design, manufacturing, testing, and application. When selecting and designing anti vibration measures, careful trade-offs must be made to ensure that the core performance indicators of the accelerometer are not significantly sacrificed while improving the anti vibration capability, and other environmental adaptability requirements are met.   AC-9    

Para evitar que el usuario de la fuente de alimentación conecte incorrectamente la línea de entrada y provoque la quema de la misma, generalmente se requiere un circuito de conexión antirretorno en la entrada de la fuente. Asimismo, para garantizar que la tensión de entrada se mantenga dentro de un rango seguro, también debe estar protegida contra sobretensiones.El circuito que se muestra en la Figura 1 realiza la función integrada de conexión anti-reversa y protección contra sobretensión.Su función de protección contra sobretensión se analiza de la siguiente manera: Cuando Vin está en el rango de voltaje de entrada normal, el regulador de voltaje Z1 no se rompe inversamente, la corriente de R2 y R3 es básicamente 0, el Vbe del transistor P1 es 0, es decir, el transistor PNP no está encendido, y el Vgs del tubo PMOS Q1 está determinado por el divisor de voltaje de las resistencias R4 y R5. Vgs es mayor que el umbral de conducción, y el tubo PMOS se enciende, es decir, la fuente de alimentación funciona normalmente; cuando la entrada Vin es mayor que el voltaje de entrada normal, en este momento Vin>Vbr, el regulador de voltaje se rompe, el transistor PNP Q1 se enciende, VCE≈0, es decir, el Vgs del tubo PMOS es ≈0, y el tubo PMOS se apaga, es decir, se logra la protección contra sobretensión.Su función de protección contra conexión inversa se analiza de la siguiente manera: la protección contra conexión inversa de entrada se realiza mediante el tubo NMOS Q2. Cuando el polo positivo de la fuente de alimentación se alimenta desde Vin, la tensión de compuerta Vgs del tubo NMOS Q2 es alta. En este momento, Q2 se activa, Q1, la carga RL y Q2 forman un bucle, y el circuito funciona normalmente. Cuando el polo positivo de la fuente de alimentación se invierte desde el terminal negativo inferior, Q2 se corta, el bucle se desconecta por completo y el circuito deja de funcionar, lo que contribuye a la protección contra conexión inversa. 

En el campo de la medición y el control de precisión, la tecnología de conversión de corriente/frecuencia de alta precisión es crucial. El módulo de conversión I/F de la serie AVI-F, lanzado por Micro-Magic Inc., se ha convertido en la opción ideal para la adquisición de datos de acelerómetros de sistemas de navegación inercial de alto rendimiento, la adquisición digital de señales de corriente débil y otras aplicaciones.escenarios de alta demanda debido a su excelente rendimiento y desempeño estable. El AVI-F se compone de una referencia de voltaje, una fuente de corriente constante, un integrador, un brazo integrador, un CPLD de control lógico, etc. La señal de corriente del acelerómetro se puede convertir directamente en frecuencia de pulso, lo que lo convierte en un convertidor analógico-digital de alta precisión y buena resolución. El AVI-F adopta el principio de integración de balance de carga, que permite la adquisición de señales sin pérdidas y se ve menos afectado por ruidos como el de la fuente de alimentación. Es un circuito ideal para construir sistemas de navegación inercial de alto rendimiento. ¿Cuáles son las principales ventajas de los productos de la serie AVI-F? 1. Alta precisión y estabilidad. El módulo de la serie AVI-F adopta un método de integración de carga, con una frecuencia de salida máxima de 256 kHz, un desplazamiento de cero de tan solo 10 nA y un error no lineal completo de tan solo 20 ppm, lo que garantiza una alta precisión y fiabilidad en la conversión de la señal. Su coeficiente de temperatura de factor de escala es de tan solo 1 ppm/℃ y presenta estabilidad en todo el rango de temperaturas, ideal para entornos hostiles de -45 ℃ a 70 ℃. 2.Diseño de hardware de alto estándar Se utilizan componentes de alto rendimiento, principalmente dispositivos de montaje superficial (SMD), de pequeño tamaño y alta precisión. A nivel de placa, se utilizan fuentes de corriente constante de precisión y multímetros de alta precisión para una calibración precisa, incluyendo simetría y linealidad. 3.Interfaz de salida multifuncional El módulo admite tres salidas de pulsos independientes (canales X/Y/Z), cada una con señales de pulso de corriente positiva y negativa. Además, se añade una función de puerto serie RS422 que envía la acumulación de pulsos a una frecuencia de 1 kHz para simplificar la adquisición de datos y mejorar la eficiencia de la integración del sistema. 4.Bajo consumo de energía y diseño localizado. Los requisitos de alimentación son de ±15 V y +5 V, con una corriente en estado estacionario de tan solo 0,2 A y un excelente rendimiento de consumo. Todos los componentes son de fabricación 100 % nacional para garantizar la seguridad de la cadena de suministro y satisfacer necesidades independientes y controlables. Aplicaciones típicas del producto de la serie AVI-F a. Sistema de navegación inercial: convierte con precisión las señales del acelerómetro para mejorar la precisión de la navegación.b. Automatización industrial: Monitoreo en tiempo real de señales de corriente y optimización de procesos de control.do. Instrumentos de investigación: adquisición de datos de alta resolución para ayudar en experimentos de precisión. ¿Por qué elegir el módulo AVI-F? El módulo de conversión I/F de la serie AVI-F combina alta precisión, bajo consumo de energía y multifuncionalidad, lo que lo convierte en una opción inteligente para usuarios que buscan rendimiento y fiabilidad. Ya sea en entornos hostiles o aplicaciones complejas, ofrece soluciones estables y eficientes. AVI-FSea cual sea tus necesidades, Micro-Magic está a tu lado.  

Según la topología del circuito de dos hilos, la corriente de alimentación es modulada por el sensor y luego regresa al circuito de adquisición de señales. Si la salida de alimentación no se procesa, una vez que el sensor se cortocircuita o el usuario final opera incorrectamente provocando un cortocircuito, es muy probable que la alimentación se dañe o que el circuito de adquisición de señales se dañe. Para evitar esta situación, se debe añadir un circuito limitador de corriente al circuito que suministra 24 V al sensor para limitar la corriente dentro de un rango seguro (por ejemplo, por debajo de 30 mA), evitando así fallos catastróficos.A continuación se presenta el circuito de protección limitador de corriente para proporcionar energía de 24 V al sensor al diseñar el circuito de adquisición de interfaz de 4-20 mA. Cuando la corriente es menor que la corriente límite Imax, la caída de tensión en la resistencia R1 es menor que la tensión de conducción Vbe del transistor P1. Las resistencias R3 y R4 dividen la tensión, creando una diferencia de tensión suficiente entre la fuente y la puerta del transistor de efecto de campo Q1. En este punto, el transistor P1 se desconecta y el transistor Q1 conduce. El circuito se encuentra en estado de funcionamiento normal.Cuando la corriente aumenta por encima de la corriente límite Imax, la caída de tensión en la resistencia R1 es mayor que la tensión de conducción Vbe del transistor P1. En este momento, el transistor P1 se encuentra en estado de conducción. La tensión de entrada se aplica directamente a la compuerta del transistor de efecto de campo Q1. En este punto, las tensiones en la fuente y la compuerta del transistor de efecto de campo Q1 son aproximadamente iguales, lo que provoca que el transistor de efecto de campo Q1 se corte y desconecte el circuito, poniéndolo en estado de protección. Esto evita daños a la carga por corriente excesiva.Dado que la tensión de conducción Vbe del MMBT2907A es de aproximadamente 0,7 V y que Vbe/R1 = 25 mA, se puede saber que la corriente de limitación es de aproximadamente 25 mA. Si es necesario ajustar la corriente de limitación, basta con ajustar el valor de la resistencia R1.

Obtenga rápidamente la información del producto en un minuto Sistema de referencia de actitud y rumboEl Sistema de Navegación Aérea (AHRS) es un dispositivo clave de navegación que utiliza la fusión de datos multisensor para calcular en tiempo real la actitud tridimensional (ángulo de cabeceo y de alabeo) y el ángulo de rumbo de un portaaviones. Sus tecnologías principales abarcan campos como los sistemas microelectromecánicos (MEMS), la navegación inercial, el procesamiento de señales y la optimización no lineal. Este artículo explorará aspectos técnicos desde tres dimensiones: modelos matemáticos, implementación de algoritmos y compensación de errores. Principios y ecuaciones cinemáticas del AHRS El principio central de AHRS es la fusión de datos de múltiples sensores, que compensa las limitaciones de un solo sensor mediante sensores complementarios. 1.Composición del sensor: a. Giroscopio: Mide la velocidad angular utilizando el efecto Coriolis y la integra para obtener cambios de actitud, pero hay una deriva de sesgo cero (error acumulado en el tiempo).b. Acelerómetro: mide la fuerza específica (aceleración gravitacional + aceleración del movimiento) y se puede utilizar para calibrar la actitud (balanceo, cabeceo) a velocidad estática o constante.c. Magnetómetro: mide la dirección del campo geomagnético, proporciona un rumbo absoluto (ángulo de guiñada), pero es susceptible a interferencias magnéticas duras/blandas.d. GPS opcional: ayuda a corregir errores de posición y velocidad. 2.Ecuaciones cinemáticas Ecuación diferencial para la actualización de la actitud y la velocidad angular del portador:                         Entre ellos, representa la multiplicación de cuaterniones y es la velocidad angular medida por el giroscopio (en rad/s) La arquitectura central y el algoritmo de AHRS El principal reto del AHRS reside en cómo integrar los datos de giroscopios (con excelente respuesta dinámica, pero con deriva), acelerómetros (con alta precisión estática, pero sujetos a interferencias de movimiento) y magnetómetros (que proporcionan un rumbo absoluto, pero susceptibles a interferencias). Los algoritmos principales son los siguientes: 1.Filtro de Kalman Basándose en el modelo de espacio de estados, la actitud se estima iterativamente mediante predicción (integración del giroscopio) y actualización (observación del acelerómetro/magnetómetro).La construcción del vector de estado es la siguiente, incluido el ángulo de error de actitud. y sesgo del giroscopio . El residuo del vector de gravedad medido por el acelerómetro y el campo geomagnético medido por el magnetómetro se utilizan como valores de observación, y se construye la siguiente ecuación de observación:En el ajuste de covarianza, la covarianza del ruido del acelerómetro normalmente se establece en , y la covarianza del ruido del magnetómetro está ajustado a . 2.Algoritmo de filtro complementario Fusión ponderada de datos de giroscopios de alta frecuencia y datos de acelerómetros/magnetómetros de baja frecuencia. Su ventaja es su baja carga computacional y su idoneidad para sistemas embebidos. La desventaja es que el ajuste de parámetros depende de la experiencia y su rendimiento dinámico es limitado.La parte de alta frecuencia utiliza integración de giroscopio y calibración de baja frecuencia mediante acelerómetros/magnetómetros: Constante de tiempo , por lo general toma  3.Algoritmo de optimización de descenso de gradiente Existen dos algoritmos principales de optimización del descenso de gradiente. El algoritmo Mahony se basa en el filtrado complementario no lineal de cuaterniones y corrige el sesgo del giroscopio mediante un controlador PI. El algoritmo Madgwick optimiza los cuaterniones directamente al minimizar la función de error entre las mediciones del sensor y las predicciones, lo que resulta en una alta eficiencia computacional y es adecuado para escenarios de bajo consumo. Entre ellos, es el factor de tasa de convergencia, con valores típicos que oscilan entre 0,1 y 0,5. Desafíos y contramedidas de la implementación de ingeniería AHRS 1.Error y calibración del sensor El sesgo cero del giroscopio debe estimarse y compensarse en línea (por ejemplo, a través de la inicialización del estado estático); la aceleración del movimiento puede alterar la medición de la dirección de la gravedad, por lo tanto, la interferencia dinámica de los acelerómetros debe detectarse a través del filtrado de paso alto o la detección del estado de movimiento;La influencia de los cambios de temperatura en los giroscopios y acelerómetros debe corregirse estableciendo un modelo de compensación de temperatura;La interferencia del magnetómetro requiere una calibración magnética dura/blanda (ajuste de elipse o algoritmo basado en el campo de calibración). 2.Adaptabilidad ambiental dinámica La vibración de alta frecuencia provoca un aumento del ruido del acelerómetro, lo que requiere aislamiento mecánico o filtrado digital. Al realizar maniobras rápidas (como el balanceo de un dron), el acelerómetro falla y un giroscopio puro debe funcionar durante un breve periodo. 3.Rendimiento en tiempo real y recursos informáticos Los escenarios altamente dinámicos requieren algoritmos para completar iteraciones en milisegundos (como los ciclos de control de drones).

La principal razón para elegir fuentes de alimentación duales para sensores es cumplir con los requisitos de integridad de la señal, condiciones de funcionamiento del circuito y precisión de la medición. Esto incluye los siguientes aspectos:1. Manejo de señales bidireccionales (señales de CA)Algunos sensores (como los de vibración, sonido y aceleración) emiten señales bidireccionales, lo que significa que fluctúan por encima y por debajo del punto de referencia cero (voltajes positivo y negativo). Si solo se utiliza una fuente de alimentación, la señal de semiciclo negativo se truncará, lo que provocará distorsión. En este caso, el uso de fuentes de alimentación positivas y negativas (como ±5 V, ±12 V) para proporcionar voltajes simétricos permite que la señal fluctúe centrada en 0 V, conservando la información completa de las mitades positiva y negativa para evitar la distorsión de la señal.2. Requisitos de funcionamiento del circuito internoMuchos sensores integran amplificadores operacionales o circuitos analógicos para la amplificación o el procesamiento de señales en sus circuitos internos. Estos dispositivos requieren fuentes de alimentación positivas y negativas para lograr:Diseño de circuito simplificado: En un sistema de fuente de alimentación única, al procesar señales de CA, se requiere una "tierra virtual", lo que añade ruido y complejidad al diseño. Si bien las fuentes de alimentación positivas y negativas utilizan la "tierra" (0 ​​V) como punto de referencia, sin necesidad de circuitos de polarización adicionales, esto simplifica el diseño y reduce el ruido.Maximización del rango dinámico: muchos sensores de alto rendimiento y amplificadores operacionales requieren fuentes de alimentación duales para utilizar completamente su rango de entrada/salida, evitar la distorsión no lineal y mejorar la linealidad y el rango dinámico del sistema.3. Antiinterferencias y supresión de ruidoEl diseño de doble fuente de alimentación reduce la interferencia de ruido de modo común. El ruido de modo común se refiere a la diferencia de voltaje entre dos líneas de señal a tierra. El uso de fuentes de alimentación positivas y negativas puede reducir eficazmente esta diferencia de voltaje, reduciendo así la interferencia de ruido de modo común. Especialmente en entornos industriales, una fuente de alimentación simétrica ayuda a mejorar la relación señal-ruido de la señal.

Obtenga rápidamente la información del producto en un minuto En el auge actual de la conducción autónoma, los drones y la tecnología robótica, los sistemas de navegación de alta precisión y fiabilidad se han convertido en el cerebro central de los dispositivos inteligentes. La tecnología inercial MEMS, combinada con un sistema de navegación por satélite de doble antena,... I3700Lanzado por Micro-Magic Incutiliza MEMS de alta precisión giroscopios, acelerómetros, y receptores GNSS multimodo y multifrecuencia para lograr una orientación rápida y precisa, además de funciones de navegación integradas. Calcula en tiempo real la posición, el rumbo, la actitud, la velocidad y otra información del portador, resiste obstrucciones e interferencias multitrayecto, y logra una navegación a largo plazo, precisa y confiable en túneles montañosos, cañones urbanos, automóviles, ferrocarriles de alta velocidad y otras áreas. Admite la función RTK GNSS en tiempo real, proporciona un protocolo universal estandarizado para el usuario y ofrece una buena escalabilidad. Ofrece soluciones de navegación convenientes para aplicaciones multidominio en todos los escenarios. Al mismo tiempo, el I3700 cuenta con protección IP68 y certificación CE, y puede funcionar con normalidad en entornos hostiles, cumpliendo con los requisitos de un diseño confiable de grado industrial.   Características técnicas y aspectos destacados del I3700 1.El diseño estructural del conjunto MEMS-IMU mejora la precisión del cálculo de la actitud Para solucionar el problema de los grandes errores en el cálculo de actitud, se propone un sistema de cálculo de actitud basado en la fusión de datos de matrices MEMS-IMU. Se utiliza el método de optimización vectorial multiinformación para fusionar los datos de la matriz MEMS-IMU, y el método de filtrado dinámico de Kalman para calcular la actitud del portaaviones en movimiento. Esto mejora la capacidad de cálculo de actitud para lograr una mayor precisión en movimientos dinámicos complejos. 2.Apoyar la recepción y el cálculo de señales GNSS en todo el sistema y banda de frecuencia Módulo GNSS direccional y de posicionamiento de antena dual integrado, compatible con los principales sistemas de navegación por satélite del mundo, con capacidad para un posicionamiento y orientación rápidos y de alta precisión. Compatible simultáneamente con todos los puntos de frecuencia, lo que garantiza un posicionamiento óptimo en cualquier ubicación del mundo. El receptor de satélite integrado posee una sólida capacidad antiinterferencias y puede proporcionar un posicionamiento preciso en entornos electromagnéticos complejos. 3.Navegación integrada de alto rendimiento La tecnología de navegación inercial + GNSS, combinada con un algoritmo de navegación integrado de alta precisión de desarrollo propio, logra una precisión de posicionamiento horizontal de 0,8 cm + 1 ppm y una precisión de rumbo de 0,2°. Incluso en caso de pérdida temporal de las señales GNSS (como en túneles o aparcamientos subterráneos), se pueden generar continuamente datos de navegación estables a través de sensores inerciales (estabilidad de polarización cero del giroscopio de 2,5°/h, polarización cero de la aceleración de 30 μg). Al mismo tiempo, los algoritmos de fusión de datos multifuente son compatibles con odometría externa, DVL y otros sensores auxiliares para mejorar la robustez de la localización en entornos complejos. 4.Ecosistema de interfaz flexible y fácil de usar Cobertura completa de interfaz compatible con señales de sincronización RS232/422, CAN (SAE J1939) y PPS. Compatible con acceso diferencial DTU 4G. Fácil de conectar con dispositivos externos como LiDAR y cámaras. Salida NMEA, RTCM, protocolos binarios y mensajes estándar J1939, con diversos protocolos para satisfacer las necesidades de comunicación industrial y vehicular. 5.Implementación rápida y configuración inteligente El modo plug and play (PnP) ofrece mayor flexibilidad de uso, con configuraciones predeterminadas adaptadas a los escenarios habituales y compatibilidad con la configuración con un solo clic de los modos de trabajo (a bordo, embarcado, aeronave, estación base). Una interfaz de desarrollo intuitiva que admite la grabación de datos en tiempo real y la depuración visual, acortando el ciclo de desarrollo integrado.   Escenario de aplicación: Potenciar con precisión miles de industrias 1. Drones y vehículos no tripulados: En operaciones de inspección y distribución logística, el I3700 proporciona posicionamiento a nivel de centímetros y salida de actitud estable para garantizar un control preciso en rutas complejas. 2. Agricultura inteligente: combinado con el sistema de conducción automática de maquinaria agrícola, el error de navegación entre crestas es inferior a 2 cm, lo que mejora enormemente la eficiencia de la siembra y la fertilización. 3. Exploración oceánica y barcos no tripulados: diseño de protección IP68 para hacer frente a entornos húmedos con niebla salina, función direccional de antena dual para garantizar la precisión del rumbo del barco y ayudar en tareas de investigación científica y estudios hidrológicos. 4. Robots industriales: En los escenarios de manipulación de AGV en almacenes y fábricas, el seguimiento de la trayectoria de movimiento a nivel milimétrico se logra mediante la coordinación con dispositivos externos a través de funciones de entrada y salida sincrónicas.   El I3700 ofrece múltiples versiones de interfaz (MI0/MI1/MI2) para satisfacer las necesidades de diferentes industrias. Incluye un kit de desarrollo estándar y documentación técnica detallada, que ofrece servicios personalizados. Puede conectarse a estaciones CORS como Qian Xun y Mobile, o construir su propia estación de referencia RTK para lograr una cobertura de servicio de alta precisión en todo el país.   El I3700 mide con precisión el mundo y controla el futuro con fiabilidad. Tanto si es un desarrollador que busca la vanguardia tecnológica como si es un profesional muy involucrado en la industria, el I3700se convertirá en su socio confiable para explorar la navegación inteligente.   I3700 Sea cual sea tus necesidades, Micro-Magic está a tu lado.  

1. Principio de funcionamiento y tipos de sensores de aceleraciónUn sensor de aceleración es un tipo común de sensor que mide la aceleración y el ángulo de inclinación de objetos, y se utiliza ampliamente en industrias, salud, deportes y otros campos. Los sensores de aceleración suelen constar de elementos sensores, circuitos de procesamiento de señales y circuitos de interfaz, y pueden detectar la aceleración de un objeto o cambios en su estado de movimiento, convirtiendo estos datos en señales eléctricas para su salida.Actualmente, el mercado ofrece dos tipos principales de sensores de aceleración: sensores analógicos y sensores digitales.La característica de los sensores digitales de aceleración es su fácil integración con sistemas digitales. Sin embargo, a veces, para lograr mayor precisión, menor ruido y satisfacer diferentes requisitos de respuesta dinámica, a la vez que se controlan los costos, solemos preferir sensores de aceleración con salida analógica.La Figura 1 muestra el flujo de procesamiento de la señal de un acelerómetro de salida analógica típico. Generalmente, para mejorar la integración y reducir costos, el muestreo del ADC y el procesamiento del filtrado digital se integran internamente en el MCU o DSP.   2. Diseño del filtro paso bajo antialiasing pre-ADCAñadir un filtro paso bajo antialiasing al frente del ADC (conversor analógico-digital) es un diseño crucial en el sistema de muestreo de señales. Según el teorema de muestreo de Nyquist, la frecuencia de muestreo del ADC, fs, debe ser al menos el doble de la frecuencia máxima fmax de la señal (es decir, fs ≥ 2fmax), para reproducir con precisión la señal original sin distorsión. Si la señal de entrada contiene componentes con frecuencias superiores a fs/2 (denominada frecuencia de Nyquist), estos componentes de alta frecuencia se "pliegan" al rango de baja frecuencia, formando señales falsas (aliasing). El aliasing contamina permanentemente la señal útil y no puede eliminarse mediante el procesamiento posterior. La señal real puede contener ruido o componentes de alta frecuencia inútiles (como interferencias electromagnéticas y armónicos), que pueden superar fs/2. Incluso si la señal de entrada tiene un ancho de banda limitado, el proceso de muestreo del ADC (especialmente la discretización) introducirá ruido de cuantificación. El filtro paso bajo antialiasing puede reducir el impacto del ruido de alta frecuencia. El filtro paso bajo antialiasing es en realidad un filtro paso bajo RC (resistencia-capacitador), y su frecuencia de corte fc suele ajustarse ligeramente por debajo de fs/2, pero ligeramente por encima del ancho de banda efectivo de la señal (por ejemplo, el ancho de banda de un acelerómetro de 100 Hz, fc se selecciona como 150 Hz), lo que garantiza que solo pasen las señales con frecuencias inferiores a la frecuencia de Nyquist. Si la frecuencia de reloj de muestreo del ADC es de 2 kHz, la frecuencia de corte fc no debe ajustarse por encima de 1 kHz. La fórmula para calcular la frecuencia de corte fc es fc = 1/(2π×R×C). El filtro paso bajo antialiasing se utiliza para reducir el ruido de fondo y, por lo tanto, mejorar la resolución del acelerómetro. Generalmente, en el diseño, el ancho de banda se limita a la frecuencia más baja requerida por la aplicación para maximizar la resolución y el rango dinámico del acelerómetro.En la práctica, si se utiliza el ADXL103 o el ADXL203 de ADI, el filtro paso bajo interno ya está integrado. La frecuencia de corte (punto de -3 dB) la determina el condensador externo C conectado al terminal de salida. Solo conectando un condensador en paralelo al pin de salida y formando un filtro paso bajo con la resistencia de salida interna se pueden lograr las funciones de antialiasing y supresión de ruido. El circuito de aplicación real se muestra en la Figura 2, y su fc correspondiente es de 5 µF/C.  3. Filtrado digitalLa señal analógica pasa por un filtro paso bajo antialiasing y se envía al módulo ADC. Bajo la acción del reloj de muestreo, se genera un flujo de datos continuo. En este momento, los datos inevitablemente contienen ruido. Para filtrarlo, se requiere tecnología de filtrado digital para procesar los datos obtenidos. En comparación con los filtros analógicos, los filtros digitales suelen tener respuestas en frecuencia más estables, pueden suprimir con precisión las señales fuera de banda, tienen buena repetibilidad y pueden implementarse por software o mediante aceleración de hardware de filtros FIR (Respuesta de Impulso Finito) o IIR (Respuesta de Impulso Infinito). El filtrado digital puede basarse en software o implementarse mediante aceleración de hardware de filtros FIR o IIR.Debido al alto orden de los filtros FIR, estos consumen más recursos computacionales y son más adecuados para su ejecución en DSP o MCU de alto rendimiento. Su expresión en la ecuación diferencial se muestra en la siguiente figura.  En un filtro FIR paso bajo de orden 120 con ventana Kaiser, la atenuación de la banda de rechazo suele superar los 60 dB. En comparación con los filtros IIR, los filtros FIR tienen una banda de transición más amplia y un retardo de grupo mayor, y su respuesta en tiempo real no es tan rápida como la de los filtros IIR.Si los recursos computacionales son limitados en una plataforma embebida o para obtener una banda de transición más pronunciada, también se pueden utilizar filtros IIR. En comparación con los filtros FIR, los filtros IIR presentan una mayor eficiencia computacional (pueden alcanzar un alto rendimiento con órdenes inferiores), presentan cambios de fase no lineales y son aceptables para acelerómetros, pero pueden ser inestables. Las posiciones polares deben optimizarse cuidadosamente. La expresión general de la ecuación diferencial para filtros IIR se muestra en la siguiente figura. Un filtro digital de paso bajo IIR elíptico de cuarto orden generalmente puede lograr una atenuación de banda de rechazo de más de 60 dB cuando la ondulación de banda de paso es de 0,5 dB.En ocasiones, para obtener un resultado de salida uniforme, los datos de salida dentro de una ventana del filtro mencionado se someten a un filtrado recursivo de promedio para reducir la influencia del ruido. Dada una secuencia de señales x[n] con N muestras, donde n es el índice de la muestra (de 0 a N-1), el filtrado de promedio móvil se realiza deslizando una ventana de longitud fija M sobre la secuencia de señales y calculando el promedio de las muestras dentro de la ventana. Para cada posición k de la ventana deslizante, la salida filtrada y[k] se puede calcular mediante la siguiente fórmula: El tamaño M de la ventana deslizante determina el grado de suavizado. Una ventana más grande suaviza la señal con mayor eficacia, pero puede resultar en una respuesta retardada; una ventana más pequeña responde más rápidamente a los cambios de la señal, pero el efecto de suavizado puede ser menor. Normalmente, cuando la frecuencia de muestreo del ADC es de 2000 Hz, M se establece en 10.

Obtenga rápidamente la información del producto en un minutoEn la era tecnológica que cambia rápidamente, la tecnología de navegación inercial precisa se ha convertido en un requisito fundamental en campos como la conducción autónoma, la industria aeroespacial y la exploración oceánica. G-F120Halta precisión giroscopio de fibra ópticaLanzado por Micro Magic Inc, con su excelente rendimiento y confiabilidad, proporciona soluciones de navegación estables y precisas para usuarios globales, lo que permite a las industrias ascender a nuevos niveles de inteligencia.El giroscopio de fibra óptica de alta precisión G-F120H se ha consolidado como líder en aplicaciones de navegación gracias al diseño integrado de componentes ópticos y electrónicos. Considerando su peso y tamaño, presenta un excelente rendimiento inercial. Gracias a la avanzada tecnología óptica integrada y circuitos electrónicos FPGA de bucle cerrado, el G-F120H logra mayor precisión, control de ruido y eficiencia que tecnologías similares. Además, la función de calibración interna optimiza aún más el efecto de supresión térmica, mientras que el diseño de separación entre los dispositivos electrónicos y los componentes del anillo sensibles a la FOG garantiza una amplia adaptabilidad ambiental. Ventaja principal: superar las barreras tecnológicas1.Máxima precisión, fiabilidad constanteLa estabilidad de sesgo cero es tan baja como 0,002 °/h (1σ, 100 s), lo que garantiza una alta consistencia en la medición de actitud durante el funcionamiento a largo plazo.Repetibilidad de polarización cero a temperatura completa ≤0,05 °C/h, operando en entornos extremos (de -40 °C a +65 °C) con funcionamiento continuo. Coeficiente de desplazamiento aleatorio ≤0,001 °C/√ h, suprimiendo eficazmente la interferencia de ruido y generando una salida de datos más pura.2.Durabilidad resistente, superando desafíos sin miedo.Mediante rigurosas pruebas mecánicas, garantizamos la precisión y fiabilidad del funcionamiento del producto en entornos complejos. Vibración aleatoria (20 Hz a 500 Hz, cada eje vibra durante 15 minutos), con un valor absoluto de polarización cero durante la vibración y un valor medio de polarización cero antes y después de la vibración inferior a 0,05 °/h. Impacto mecánico de 30 g (media onda sinusoidal, 10 ms), con un valor de cambio de posición cero antes y después del impacto inferior a 0,02 °/h, lo que garantiza la fiabilidad en entornos altamente dinámicos, como a bordo y en el aire.3.Comunicación de alta velocidad, integración perfectaAdmite comunicación serial bidireccional RS-422, con una velocidad de transmisión de hasta 460,8 kbps y una alta compatibilidad. La trama de datos contiene datos válidos de giroscopio de 32 bits y datos de temperatura de 14 bits, junto con la comprobación de paridad para garantizar la integridad y la transmisión en tiempo real de la información. Los escenarios de aplicación potencian diversos campos(1) Drones y aviación: proporcionar una precisión de subgrados (0,05°) para los sistemas de rumbo y actitud a bordo para garantizar la seguridad y la estabilidad del vuelo.(2) Navegación oceánica: La elección ideal para girocompases marinos, con interferencia antimagnética (sensibilidad del campo magnético ≤ 0,02°/h/Gs) y adaptabilidad a entornos marinos complejos.(3) Automatización industrial: posicionamiento preciso (precisión de 1 cm) y medición de velocidad (precisión de 0,03 m/s), lo que permite un control de movimiento de alta precisión para AGV, robots y otros. Garantía de calidad: definida por normas técnicasLa serie G-F120H sigue estrictamente las especificaciones técnicas internacionales y ofrece tres modelos, G-F120H-A/B/C, para satisfacer los requisitos de precisión de diferentes escenarios:(1) G-F120H-C: Modelo insignia con estabilidad óptima de polarización cero y repetibilidad de temperatura total, adecuado para misiones de alta precisión de grado aeroespacial.(2) G-F120H-B: Equilibrio entre rendimiento y costo, adecuado para mercados de gama media a alta, como aplicaciones automotrices y marinas.(3) G-F120H-A: Opción económica, el rendimiento aún supera los puntos de referencia de la industria, cubriendo las necesidades de automatización industrial. Elige Micro Magic y descubre un futuro impulsado por la precisiónComo proveedor líder mundial de soluciones de navegación inercial, Micro Magic Incestá impulsado por la innovación y continúa superando los límites de la tecnología. G-F120H giroscopio de fibra ópticaNo es solo un dispositivo, sino también un socio confiable para avanzar hacia la era de la inteligencia. G-F120Sea cual sea tus necesidades, Micro-Magic está a tu lado. --

El sensor de salida de voltaje generalmente genera un rango de voltaje de 0-5 V o 0-10 V. Si, por razones de costo, optamos por no usar un chip de conversión ADC externo, sino muestrear el módulo ADC dentro del chip MCU, dado que el rango de voltaje de adquisición de AD en STM32 es de 0-3,3 V, en este caso, necesitamos el circuito de muestreo que se muestra en la figura a continuación.En la figura, R1 y R2 forman un circuito divisor de tensión resistivo que convierte la tensión de entrada de 0 a 5 V en un rango de tensión de aproximadamente 0 a 3 V. El seguidor de tensión del amplificador operacional riel a riel cumple la función de adaptación de impedancia, aislando el sensor del módulo de muestreo del ADC y reduciendo la atenuación de la señal. Para evitar daños en el circuito del módulo ADC causados ​​por sobretensión y tensión negativa, se añaden diodos de protección de pinza a la fuente de alimentación y a tierra, respectivamente, lo que garantiza que la tensión de entrada del módulo ADC se mantenga siempre dentro del rango de -0,7 V a 3,3 V + 0,7 V. Al mismo tiempo, para suprimir la influencia del ruido de alta frecuencia, se debe añadir un filtro paso bajo RC antes del muestreo del ADC. La frecuencia de corte del filtro paso bajo debe seleccionarse según el ancho de banda de la señal. Por ejemplo, si el ancho de banda de la señal es de 100 Hz, la frecuencia de corte puede ajustarse a 100 Hz o ligeramente superior, como 1 kHz. Si R2 es 1,5 K y C1 es 100 nF, entonces la frecuencia de corte fc es aproximadamente igual a 1 KHz. 

Si la comunicación entre el módulo sensor y el sistema de usuario se realiza mediante métodos UART, SPI o E/S, generalmente, el nivel de voltaje de la interfaz del módulo sensor es de 3,3 V, al igual que el del sistema de usuario. Normalmente, es posible una conexión directa. Sin embargo, si el nivel de voltaje de la interfaz del sistema de usuario es de 1,8 V o 5 V, al interactuar el módulo con el sistema de microcomputadora monochip para el intercambio de datos, la discrepancia en los niveles de voltaje de ambos participantes puede provocar fallos de comunicación, reflujo de corriente, consumo de energía anormal, anomalías de voltaje y otros problemas. Este artículo presentará varios métodos comunes de coincidencia de niveles, que los usuarios pueden elegir según sus necesidades.1. Utilice chips de conversión de nivelConecte las dos fuentes de alimentación de conversión necesarias a ambos lados del chip de conversión y, a continuación, las señales de entrada y salida necesarias a la entrada y salida del chip. El chip realiza todas las partes de la conversión internamente. La siguiente figura muestra el circuito de conversión de nivel con el SN74LVC2T45DCTR.Las ventajas de este sistema son su gran velocidad, su gran capacidad de conducción y su facilidad de uso. Las desventajas son su coste relativamente alto.2. Conversión de niveles mediante MOSFET o transistoresComo se muestra en la figura siguiente, este es un circuito de conversión de nivel bidireccional.Primero, analicemos la situación donde se envían datos de 3,3 V a 5 V. Cuando el terminal UART1_TX tiene alta tensión, el MOSFET Q1 está en estado de corte y el terminal UART2_RX se eleva a su tensión de alimentación. Cuando el terminal UART1_TX tiene baja tensión, el MOSFET Q1 conduce y el terminal UART2_RX se reduce a un nivel bajo por Q1, completando la conversión de nivel.En segundo lugar, analicemos la situación en la que se envían datos de 5 V a 3,3 V. Cuando el terminal UART2_TX tiene un voltaje alto, tanto el MOSFET Q2 como el diodo de cuerpo están en estado de corte, y R3 eleva el UART1_RX a un voltaje alto. Cuando el UART2_TX emite un voltaje bajo, el MOSFET no conduce, pero su diodo de cuerpo lo baja. En este punto, Vgs es mayor que el voltaje de activación, y el MOSFET conduce, reduciendo aún más el voltaje del UART1_RX.Los MOSFET también se pueden reemplazar por transistores.La ventaja de esta solución es su bajo coste, mientras que la desventaja es que la velocidad en baudios de los datos generalmente no puede superar los 400 kbps.3. Uso de resistencias para la división de voltaje para convertir nivelesEsta solución solo utiliza un tipo de componente: resistencias, como se muestra en la figura a continuación. Cuando el módulo de 3,3 V envía datos a la derecha, solo pasa por la resistencia limitadora de corriente, y el nivel en el extremo receptor del cliente se encuentra dentro del rango. Cuando el cliente de 5 V envía datos a la izquierda, utiliza dos resistencias para la división de tensión, y la tensión en el extremo receptor izquierdo es de 5 V * 2 K / (1 K + 2 K) ≈ 3,3 V.La ventaja de esta solución es su bajo costo y su conveniencia para el diseño de placas PCB. La desventaja es su baja capacidad de control y la imposibilidad de alcanzar velocidades muy altas. Generalmente, la velocidad en baudios aplicada de esta manera no supera los 100 kbps.

Obtenga rápidamente la información del producto en un minuto En el campo de la automatización industrial y la monitorización inteligente, la recopilación precisa de datos y el análisis confiable del estado de los equipos son clave para garantizar la seguridad y la eficiencia de la producción. ACM1000 digital Sensor de vibración MEMS Lanzado por Micro-Magic IncSe ha convertido en una opción ideal en el campo del monitoreo de vibraciones debido a su alta precisión, salida de múltiples parámetros y fuerte adaptabilidad ambiental. El ACM1000 incorpora un sensor MEMS de tres ejes de bajo ruido, baja deriva y bajo consumo, con características de alta frecuencia y bajo ruido, especialmente adecuado para aplicaciones de medición de vibraciones de alta resolución. Detecta fallos de maquinaria con la mayor rapidez posible en aplicaciones de monitorización del estado del equipo. El producto no solo ofrece un excelente rendimiento, sino que también tiene un consumo de energía extremadamente bajo. Además, este sensor proporciona una medición de inclinación precisa y fiable en entornos de alto impacto y alta vibración sin saturarlo. Los aspectos más destacados del producto ACM1000 incluyen los siguientes:1.Medición integrada de múltiples parámetrosEl ACM1000 puede emitir simultáneamente datos de velocidad de vibración (0-50 mm/s), ángulo de vibración (0-180°), amplitud (desplazamiento 0-30 mm), frecuencia de vibración (1-100 Hz) y temperatura de tres ejes (X, Y, Z), cubriendo completamente los requisitos de monitoreo del estado de vibración del equipo.2.Alta precisión y bajo ruido.Al utilizar tecnología de filtrado digital y sensores capacitivos de silicio monocristalino, la interferencia de ruido se reduce de manera efectiva y la precisión de la medición alcanza: Velocidad de vibración: ±1 mm/s; Ángulo de vibración: ±0,001°/s; Desplazamiento de vibración: ± 0,001 mm.3.Diseño duradero de grado industrialAmplio rango de temperatura (-40 °C a +85 °C), apto para entornos extremos. Resistente a impactos de 20 000 g y vibraciones de 10 g rms, lo que cumple con los requisitos de entornos industriales exigentes. Tiempo medio entre fallos ≥45 000 horas para garantizar un funcionamiento estable y fiable del sistema.4.Configuración flexible y fácil integraciónCompatible con múltiples interfaces como RS232/RS485/TTL/RS422/CAN y con el protocolo Modbus. Se pueden configurar códigos de dirección (0x01~0xFF), lo que permite la conexión en red multisensor y la monitorización multipunto. Base magnética integrada y orificios de montaje para facilitar su instalación. Monitoree con precisión cada vibración, prevenga problemas antes de que ocurran y ayude a mejorar la inteligencia industrial. Elija ACM1000 ¡Para equipar tu equipo con el "Smart Eye"!  ACM-1000Sea cual sea tus necesidades, Micro-Magic está a tu lado. --