Producto: Buscador de norte MEMS miniaturizado de alta precisión
Características clave:
Conclusión: El diseño del MEMS North Finder está evolucionando, con modelos como el NF1000 adaptándose a formas cilíndricas para industrias especializadas como la extracción de petróleo.
Como instrumento para medir el ángulo entre el norte y el norte verdadero, el buscador de norte puede proporcionar información precisa de orientación y actitud en el entorno de la base estática y desempeña un papel importante en la minería, la extracción de petróleo, el equipamiento de barcos, la penetración de túneles y otros campos. Hoy en día, todos los ámbitos de la vida tienen requisitos cada vez más altos para el tamaño y la precisión del buscador de norte, por lo que el buscador de norte es de mayor precisión y miniaturizado.
Originalmente, comenzaré desde el punto de vista básico, centrándome en la composición del sistema de búsqueda del norte, para que todos puedan entender más claramente al buscador del norte.
El buscador de norte MEMS puede proporcionar información de rumbo al cuerpo en movimiento de forma totalmente autónoma, funcionando sin depender de satélites, sin verse afectado por el clima y sin requerir operaciones complejas. No sólo proporciona la interfaz de salida de datos para la computadora, sino que también proporciona una buena interfaz hombre-máquina.
El buscador MEMS North se compone principalmente del módulo de medición inercial (IMU) y la parte de línea, y el diagrama de bloques de hardware se muestra en la Figura 1. La unidad de medición inercial (IMU) se compone de un giroscopio y un mecanismo giratorio. La parte del circuito se compone principalmente de cuatro placas de circuito, que incluyen: placa de alimentación, placa de control, placa amplificadora de potencia y placa base. La Tabla 1 muestra los componentes del sistema de búsqueda del norte.
Figura 1 Diagrama de bloques de hardware del buscador del norte
Cuadro 1 Componentes del buscador del Norte
Hay dos indicadores en el panel del buscador de norte MEMS: indicador de buscador de norte e indicador de fuente de alimentación; Dos botones: botón norte e interruptor de encendido; Una pantalla digital de cinco dígitos y siete segmentos; Un fusible; El dispositivo se conecta externamente con dos conectores: una toma de corriente y una toma de interfaz de comunicación.
El buscador de Norte se compone de algoritmos y unidades de medición inercial, que es el mismo principio que el sistema de navegación inercial, la diferencia es que diferentes algoritmos forman diferentes sistemas. Por tanto, el sistema de búsqueda del norte es también un sistema de navegación inercial.
El sistema de navegación inercial puede medir información de posición, velocidad y aceleración instantáneas y velocidad angular a través de componentes de medición inercial sin interferencia del entorno externo, sin radiación y en secreto, y puede proporcionar continuamente posición, actitud, ángulo, velocidad lineal, velocidad angular y otra información de parámetros en aviación, aeroespacial, navegación y campos militares.
El principio básico de la navegación inercial se muestra en la Figura 2. El sistema de coordenadas que se muestra en la figura es oxi, donde (x,y) es la posición instantánea. En la plataforma de un sistema de navegación inercial, la velocidad Vx, Vy y la posición instantánea x e y se obtienen mediante cálculo por computadora, donde los ejes x e y controlan los ejes de medición de dos acelerómetros respectivamente, y el acelerómetro se utiliza para medir la aceleración de los dos ejes.
Figura 2 Principio básico de la navegación inercial.
En el sistema de navegación inercial, la superficie de la Tierra se considera esférica, entonces la posición del vector está representada por la longitud y la latitud y, si los ejes x e y apuntan al norte y al este respectivamente, la posición del vector está representada por la longitud y la latitud:
Donde R es el radio de la tierra; φ0 – latitud inicial del transportista; λ0 – longitud inicial del transportista;
φ – posición de latitud geográfica del transportista; λ – la posición geográfica de longitud del transportista;
vx – velocidad hacia el norte; vy – velocidad en dirección este.
Una unidad de medición inercial, también llamada unidad de navegación inercial, consta de un acelerómetro y un giroscopio. El sistema de navegación inercial consta de tres partes, incluida la unidad de medición inercial, la computadora y la pantalla. La aceleración de un avión que se mueve en tres direcciones, transversal, longitudinal y vertical, se mide mediante tres acelerómetros, y la rotación del avión en tres direcciones, longitudinal y vertical, se mide mediante un giroscopio con tres grados de libertad. La computadora calcula la velocidad y la posición del avión; La pantalla muestra todo tipo de datos de información de navegación.
La mayor parte del buscador de norte tiene forma de cubo, pero con la creciente demanda de diversas industrias, la apariencia del buscador de norte también cambia. Por ejemplo, el NF1000 es un buscador de norte diseñado para registro de petróleo, perforación direccional y minería, y su forma ha logrado un gran avance, evolucionando de un cubo a un cilindro, que puede adaptarse bien a la forma de la sonda. Dado que es un buscador de norte MEMS, contiene un giroscopio MEMS de tres ejes y un acelerómetro MEMS de tres ejes.
Espero que a través de este artículo pueda comprender la estructura del buscador de norte MEMS miniaturizado de alta precisión. Si está interesado en obtener más conocimientos sobre el buscador de norte, contáctenos.
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