Comparación de especificaciones técnicas del giroscopio MEMS de grado de navegación
Producto: Giroscopio MEMS de grado de navegación
Características clave:
El giroscopio MEMS es un tipo de sensor inercial para medir la velocidad angular o el desplazamiento angular. Tiene una amplia perspectiva de aplicación en registro de petróleo, guía de armas, aeroespacial, minería, topografía y cartografía, robots industriales y electrónica de consumo. Debido a los diferentes requisitos de precisión en distintos campos, los giroscopios MEMS se dividen en tres niveles en el mercado: nivel de navegación, nivel táctico y nivel de consumidor.
Este artículo presentará en detalle el giroscopio MEMS de navegación y comparará sus parámetros. Lo siguiente se elaborará a partir de los indicadores técnicos del giroscopio MEMS, el análisis de deriva del giroscopio y la comparación de tres giroscopios MEMS de grado de navegación.
El giroscopio MEMS ideal es que la salida de su eje sensible es proporcional a los parámetros angulares de entrada (ángulo, velocidad angular) del eje correspondiente del portador bajo cualquier condición, y no es sensible a los parámetros angulares de su eje transversal, ni ¿Es sensible a algún parámetro axial no angular (como aceleración de vibración y aceleración lineal)? Los principales indicadores técnicos del giroscopio MEMS se muestran en la Tabla 1.
| Indicador técnico | Unidad | Significado |
| Rango de medición | (°)/s | Efectivamente sensible al rango de velocidad angular de entrada |
| Sesgo cero | (°)/hora | La salida de un giroscopio cuando la velocidad de entrada en el giroscopio es cero. Debido a que la producción es diferente, la tasa de entrada equivalente generalmente se usa para representar el mismo tipo de producto, y cuanto menor sea el sesgo cero, mejor; Diferentes modelos de productos, no cuanto menor sea el sesgo cero, mejor. |
| Repetibilidad del sesgo | (°)/h(1σ) | En las mismas condiciones y a intervalos determinados (sucesivos, diarios, cada dos días…) El grado de concordancia entre los valores parciales de mediciones repetidas. Expresado como la desviación estándar de cada compensación medida. Cuanto más pequeño, mejor para todos los giroscopios (evalúe lo fácil que es compensar el cero) |
| Deriva cero | (°)/s | La tasa de cambio de tiempo de la desviación de la salida del giroscopio de la salida ideal. Contiene componentes tanto estocásticos como sistemáticos y se expresa en términos del desplazamiento angular de entrada correspondiente con respecto al espacio inercial en la unidad de tiempo. |
| factor de escala | V/(°)/s、mA/(°)/s | La relación entre el cambio en la producción y el cambio en la entrada que se va a medir. |
| Ancho de banda | Hz | En la prueba característica de frecuencia del giroscopio, se estipula que el rango de frecuencia correspondiente a la amplitud de la amplitud medida se reduce en 3 dB, y la precisión del giroscopio se puede mejorar sacrificando el ancho de banda del giroscopio. |
Tabla 1 Principales índices técnicos del giroscopio MEMS
Si hay un par de interferencia en el giroscopio, el eje del rotor se desviará del acimut de referencia estable original y generará un error. El ángulo de desviación del eje del rotor con respecto al acimut del espacio inercial (o azimut de referencia) en unidad de tiempo se denomina tasa de deriva giroscópica. El principal índice para medir la precisión del giroscopio es la tasa de deriva.
La deriva giroscópica se divide en dos categorías: una es sistemática, la ley se conoce y provoca una deriva regular, por lo que puede compensarse mediante computadora; El otro tipo es causado por factores aleatorios, lo que provoca una deriva aleatoria. La tasa de deriva sistemática se expresa mediante el desplazamiento angular por unidad de tiempo, y la tasa de deriva aleatoria se expresa mediante el valor cuadrático medio del desplazamiento angular por unidad de tiempo o la desviación estándar. El rango aproximado de tasas de deriva aleatoria de varios tipos de giroscopios que se puede alcanzar actualmente se muestra en la Tabla 2.
| Tipo de giroscopio | Tasa de deriva aleatoria/(°)·h-1 |
| Giroscopio con rodamiento de bolas | 10-1 |
| Giroscopio con rodamiento giratorio | 1-0.1 |
| Giroscopio de flotador líquido | 0,01-0,001 |
| Giroscopio de flotador de aire | 0,01-0,001 |
| Giroscopio sintonizado dinámicamente | 0,01-0,001 |
| giroscopio electrostático | 0,01-0,0001 |
| Giroscopio resonante hemisférico | 0,1-0,01 |
| Giroscopio láser de anillo | 0,01-0,001 |
| giroscopio de fibra óptica | 1-0.1 |
Tabla 2 Tasas de deriva aleatoria de varios tipos de giroscopios
El rango aproximado de velocidad 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 1 n milla/h (1 n milla = 1852 m), lo que requiere que la velocidad de deriva aleatoria del giroscopio alcance 0,01(°)/h, por lo que el giroscopio con una velocidad de deriva aleatoria de 0,01(°)/h suele denominarse giroscopio de navegación inercial.
| Solicitud | Requisitos para la tasa de deriva aleatoria de giroscopio/(°)·h-1 |
| Califica el giroscopio en el sistema de control de vuelo. | 150-10 |
| Giroscopio vertical en el sistema de control de vuelo. | 30-10 |
| Giroscopio direccional en el sistema de control de vuelo. | 10-1 |
| Sistema de guía inercial de misiles tácticos. | 1-0.1 |
| Brújula giroscópica marina, sistema de actitud de rumbo con correas, posición lateral de artillería, sistema de navegación inercial para vehículos terrestres | 0,1-0,01 |
| Sistemas de navegación inercial para aviones y barcos. | 0,01-0,001 |
| Misiles estratégicos, sistema de guía inercial de misiles de crucero. | 0,01-0,0005 |
Tabla 3 Requisitos para la tasa de deriva aleatoria del giroscopio en diversas aplicaciones
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 rango, la inestabilidad del sesgo, el recorrido aleatorio angular, la estabilidad del sesgo, el factor de escala, el ancho de banda y el ruido.
| MG-101 | MG-401 | MG-501 | |
| Rango dinámico (grados/s) | ±100 | ±400 | ±500 |
| Inestabilidad del sesgo (grados/h) | 0.1 | 0,5 | 2 |
| Paseo aleatorio angular (°/√h) | 0.005 | 0,025~0,05 | 0,125-0,1 |
| Estabilidad del sesgo(1σ 10s)(grados/hr) | 0.1 | 0,5 | 2~5 |
Tabla 4 Tabla de comparación de parámetros de tres giroscopios MEMS de grado de navegación
Espero que a través de este artículo pueda comprender los indicadores técnicos del giroscopio MEMS de grado de navegación y la relación comparativa entre ellos. Si está interesado en obtener más conocimientos sobre el giroscopio MEMS, hable con nosotros.
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