Comparación de las especificaciones técnicas del giroscopio MEMS de grado de navegación

Puntos clave

El giroscopio MEMS es un tipo de sensor inercial para medir la velocidad o el desplazamiento angular. Tiene una amplia gama de aplicaciones en la extracción de petróleo, el guiado de armas, la industria aeroespacial, la minería, la topografía y la cartografía, la robótica industrial y la electrónica de consumo. Debido a los diferentes requisitos de precisión en diversos campos, los giroscopios MEMS se dividen en tres niveles en el mercado: nivel de navegación, nivel táctico y nivel de consumo.

Este artículo presentará en detalle el giroscopio MEMS de navegación y comparará sus parámetros. A continuación, se detallarán sus indicadores técnicos, el análisis de deriva y la comparación de tres giroscopios MEMS de navegación.

Especificaciones técnicas del giroscopio MEMS

El giroscopio MEMS ideal se caracteriza por una salida de su eje sensible proporcional a los parámetros angulares de entrada (ángulo, velocidad angular) del eje correspondiente del portador en cualquier condición, y no es sensible a los parámetros angulares de su eje transversal ni a ningún parámetro axial no angular (como la aceleración por vibración y la aceleración lineal). Los principales indicadores técnicos del giroscopio MEMS se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Principales índices técnicos del giroscopio MEMS

Análisis de la deriva del giroscopio

Si existe un par de interferencia en el giroscopio, el eje del rotor se desviará del acimut de referencia estable original y generará un error. La desviación del ángulo del eje del rotor respecto al acimut del espacio inercial (o acimut de referencia) en la unidad de tiempo se denomina tasa de deriva del giroscopio. El principal indicador para medir la precisión del giroscopio es la tasa de deriva.

La deriva giroscópica se divide en dos categorías: la sistemática, cuya ley se conoce, causa una deriva regular y, por lo tanto, puede compensarse por computadora; y la aleatoria, causada por factores aleatorios. La tasa de deriva sistemática se expresa mediante el desplazamiento angular por unidad de tiempo, mientras que la tasa de deriva aleatoria se expresa mediante la media cuadrática del desplazamiento angular por unidad de tiempo o la desviación estándar. El rango aproximado de tasas de deriva aleatoria de varios tipos de giroscopios se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2 Tasas de deriva aleatoria de varios tipos de giroscopios

El rango aproximado de la tasa de deriva aleatoria del giroscopio requerido por varias aplicaciones se muestra en la Tabla 3. El índice típico de precisión de posicionamiento del sistema de navegación inercial es 1n milla/h (1n milla=1852m), lo que requiere que la tasa de deriva aleatoria del giroscopio alcance 0,01(°)/h, por lo que el giroscopio con una tasa de deriva aleatoria de 0,01(°)/h generalmente se denomina giroscopio de navegación inercial.

Tabla 3 Requisitos para la tasa de deriva aleatoria del giroscopio en diversas aplicaciones

Comparación de tres giroscopios MEMS de grado de navegación

La serie MG de Micro-Magic Inc. es un giroscopio MEMS de navegación con un alto nivel de precisión para satisfacer las necesidades de diversos campos. La siguiente tabla compara el alcance, la inestabilidad de polarización, el desplazamiento aleatorio angular, la estabilidad de polarización, el factor de escala, el ancho de banda y el ruido.

Tabla 4 Tabla de comparación de parámetros de tres giroscopios MEMS de grado de navegación

Espero que este artículo le ayude a comprender los indicadores técnicos de los giroscopios MEMS de navegación y su relación comparativa. Si le interesa saber más sobre los giroscopios MEMS, contáctenos.