IMU de niebla

Descubra el diseño innovador de una IMU miniaturizada de giroscopio de fibra óptica (FOG), que ofrece alta precisión, bajo consumo de energía y redundancia para aplicaciones aeroespaciales, de navegación e industriales. Conozca sus ventajas técnicas y rendimiento.1. Descripción generalCon la creciente demanda de sistemas de navegación inercial en la industria aeroespacial, la navegación de alta gama y las aplicaciones industriales, la miniaturización, el bajo consumo de energía y la alta fiabilidad se han convertido en indicadores clave. Este artículo presenta una solución de diseño innovadora para una IMU de giroscopio de fibra óptica (FOG) miniaturizada, basada en 40 años de experiencia acumulada en tecnología FOG, y verifica su excelente rendimiento mediante validación de ingeniería.2. Antecedentes técnicosEl giroscopio de fibra óptica (FOG) mide la velocidad angular mediante el efecto Sagnac. Desde su introducción en 1976, el FOG ha sustituido gradualmente a los giroscopios mecánicos y láser tradicionales gracias a su estructura de estado sólido, su alta fiabilidad y sus ventajas de arranque rápido.3. Diseño de la arquitectura del sistemaEste sistema IMU consta de dos componentes principales: el módulo IMU y el circuito IMU. El módulo incluye cuatro FOG y cuatro acelerómetros de flexión de cuarzo, con una estructura 4S. Cualquier combinación de tres ejes permite obtener mediciones tridimensionales de la velocidad angular y la aceleración, con redundancia de un grado de libertad para mejorar la tolerancia a fallos.El sistema de circuitos incluye el circuito de interfaz principal/de respaldo y el módulo de gestión de energía. La interfaz principal/de respaldo proporciona respaldo en frío y en caliente y se encarga de adquirir las señales de los sensores y comunicarse con el sistema de navegación, además de proporcionar alimentación secundaria. El módulo de gestión de energía controla de forma independiente el encendido y apagado de cada sensor de canal, lo que mejora la integración del sistema y las capacidades de regulación de energía.4. Optimización de dispositivos y circuitos centralesEl diseño miniaturizado de gestión de energía, que utiliza el circuito de interfaz LSMEU01 basado en encapsulado SIP y relés de enclavamiento magnético, reduce el volumen de todo el circuito IMU en aproximadamente un 50 % y controla el peso a 0,778 kg. El acelerómetro adopta una estrategia de compensación de temperatura basada en parámetros combinados, optimizando el consumo de energía de un solo canal a 0,9 W, lo que reduce eficazmente la carga térmica total.Indicadores de desempeñoPeso total: 850gEstructura: Configuración redundante con 4 FOG + 4 acelerómetrosEntornos de aplicación: Aeroespacial, prospección de perforación, plataformas de comunicación dinámica y otros escenarios con requisitos estrictos de tamaño, potencia y rendimiento.5. Perspectivas futurasEste diseño ha superado pruebas integradas en múltiples sistemas típicos y demuestra un rendimiento estable y fiable. Al ser una de las IMU FOG más pequeñas del mercado, la U-F3X90 es idónea para aplicaciones como Sistemas de Referencia de Actitud y Rumbo (AHRS), sistemas de control de vuelo, plataformas de navegación por fusión inercial/satelital y equipos industriales de alta dinámica. Ofrece una solución de alta precisión y bajo consumo para diversas aplicaciones de alta gama.  U-F3X90Giroscopio de fibra óptica IMU --

Aprenda a reducir la sensibilidad magnética en las IMU FOG con técnicas avanzadas como la despolarización, el apantallamiento magnético y la compensación de errores. Descubra soluciones de alta precisión para sistemas de aviación y navegación.En las unidades de medición inercial (IMU) de alta precisión, el giroscopio de fibra óptica (FOG) es uno de los componentes principales, y su rendimiento es crucial para el posicionamiento y la percepción de la actitud de todo el sistema. Sin embargo, debido a... efecto Faraday de la bobina de fibra óptica, FOG es extremadamente sensible a las anomalías del campo magnético, lo que conduce directamente a la degradación de su rendimiento de polarización cero y deriva, afectando así la precisión general de la IMU.Entonces, ¿cómo se genera la sensibilidad magnética de la IMU de FOG? ¿Y cómo se puede suprimir esta influencia eficazmente? Este artículo analizará en profundidad las vías técnicas para reducir la sensibilidad magnética de FOG desde la perspectiva teórica hasta la práctica de la ingeniería.1. Sensibilidad magnética FOG: a partir del mecanismo físicoLa sensibilidad del FOG a los campos magnéticos se debe al efecto Faraday: cuando la luz polarizada linealmente atraviesa un material, bajo la influencia de un campo magnético, su plano de polarización rota. En la estructura de interferencia de anillo de Sagnac del FOG, este efecto rotacional provoca una diferencia de fase entre dos haces que se propagan en direcciones opuestas, lo que genera errores de medición. En otras palabras, la interferencia de los campos magnéticos no es estática, sino que afecta dinámicamente la salida del FOG de forma variable.En teoría, un campo magnético axial perpendicular al eje de la bobina de fibra óptica no debería provocar el efecto Faraday. Sin embargo, en la práctica, debido a la ligera inclinación durante el bobinado de la fibra óptica, el efecto magnético axial se sigue desencadenando. Esta es la razón fundamental por la que no se puede ignorar la influencia de los campos magnéticos en aplicaciones de alta precisión de FOG.2. Dos enfoques técnicos principales para Reducción de la sensibilidad magnética FOG(1) Mejoras a nivel de dispositivo ópticoa. Tecnología de despolarización. Al sustituir las fibras que preservan la polarización por fibras monomodo, se puede reducir la respuesta del campo magnético. Dado que las fibras monomodo tienen una respuesta más débil al efecto Faraday, la sensibilidad se reduce en la fuente.b. Proceso de bobinado avanzadoControlar la tensión del bobinado y reducir la tensión residual en las fibras puede reducir eficazmente los errores de inducción magnética. En combinación con un sistema automatizado de control de tensión, es clave para mejorar la consistencia de las bobinas que preservan la polarización.c. Nuevas fibras ópticas de baja sensibilidad magnéticaActualmente, algunos fabricantes han lanzado materiales de fibra óptica con bajos coeficientes de respuesta magnética. Al combinarse con estructuras de anillo, pueden optimizar la capacidad antiinterferente magnética del material.(2) Medidas antimagnéticas a nivel de sistemaa. Modelado y compensación de errores magnéticosMediante la instalación de sensores magnéticos (como puertas de flujo) para monitorear el campo magnético en tiempo real e introducir modelos de compensación en el sistema de control, la salida de FOG se puede corregir dinámicamente.b. Estructura de blindaje magnético multicapaEl uso de materiales como las μ-aleaciones para construir cavidades de blindaje de doble o multicapa puede reducir eficazmente la influencia de los campos magnéticos externos sobre las fibras de grasa (FOG). El modelado de elementos finitos ha confirmado que su eficiencia de blindaje puede incrementarse decenas de veces, pero también aumenta el peso y el coste del sistema.3. Verificación experimental: ¿Qué tan significativa es la influencia de los campos magnéticos?En un conjunto de experimentos basados ​​en una plataforma giratoria de tres ejes, los investigadores recopilaron datos de deriva de FOG tanto en estado abierto como cerrado. Los resultados mostraron que, al aumentar la interferencia del campo magnético, la amplitud de deriva de FOG podía aumentar de 5 a 10 veces, y aparecían señales de interferencia espectral evidentes (como 12,48 Hz, 24,96 Hz, etc.).Esto indica además que, si no se toman medidas efectivas, la precisión de FOG se verá gravemente comprometida en la aviación real, en el espacio y en otros entornos electromagnéticos elevados.4. Recomendaciones prácticas: ¿Cómo mejorar la capacidad antimagnética de la IMU FOG?En aplicaciones prácticas, recomendamos las siguientes estrategias de combinación:(1) Seleccione la estructura FOG que elimina la polarización(2) Utilice fibras ópticas de baja respuesta magnética(3) Introducir equipos de bobinado de fibra óptica con control automático de tensión.(4) Instalar puertas de flujo tridimensionales y construir modelos de error(5) Optimizar el diseño de carcasas de blindaje de aleación μTomando como ejemplos las series U-F3X80 y U-F3X100 lanzadas por Micro-Magic, los giroscopios ópticos integrados en su interior han mantenido una salida estable incluso en presencia de interferencia magnética a través de múltiples mejoras técnicas, convirtiéndolas en la solución preferida entre los actuales IMU de grado aeronáutico.5. Conclusión: La precisión determina el nivel de aplicación y la sensibilidad magnética debe tomarse en serio.En sistemas de posicionamiento, navegación y guiado de alta precisión, el rendimiento de la IMU FOG determina la fiabilidad del sistema. La sensibilidad magnética, un problema que se ha pasado por alto durante mucho tiempo, se está convirtiendo en uno de los cuellos de botella de la precisión. Solo mediante la optimización colaborativa, desde los materiales y las estructuras hasta el nivel del sistema, podemos lograr una verdadera alta precisión de la IMU en entornos electromagnéticos complejos.Si tiene dudas sobre la selección de la IMU o sobre la precisión de la FOG, conviene reconsiderar la perspectiva de la sensibilidad magnética. La IMU FOG de Micro-Magic. U-F3X80,U-F3X90, U-F3X100,yU-F300 están todos compuestos por giroscopios de fibra óptica. Para mejorar la exactitud de IMU de nieblaPodemos reducir completamente la sensibilidad magnética de los giroscopios de fibra óptica en su interior mediante medidas técnicas correspondientes.U-F3X80Giroscopio de fibra óptica IMUU-F3X90Giroscopio de fibra óptica IMUU-F100AGiroscopio de fibra óptica de precisión mediaU-F3X100Giroscopio de fibra óptica IMU   

Descubra el sistema FOG IMU de precisión media-baja: una solución de navegación inercial rentable y resistente a impactos para vehículos aéreos no tripulados (UAV), robótica y aplicaciones marinas. Descubra su diseño modular, arranque rápido y alta estabilidad.En los campos de los sistemas no tripulados, la fabricación inteligente y el control preciso, unidad de medida inercial La IMU se está convirtiendo en una tecnología invisible crucial. Hoy, le mostraremos en profundidad una solución que funciona bien en proyectos reales: un sistema IMU FOG de precisión media-baja, diseñado con un giroscopio de fibra óptica (FOG) de bucle abierto y... Acelerómetro MEMS.Este no es solo un dispositivo de detección inercial, sino también un equilibrio perfecto entre miniaturización, alta rentabilidad y precisión. navegación.1. ¿Por qué elegir FOG IMU?A medida que los sistemas de navegación inercial tradicionales basados ​​en plataformas están desapareciendo gradualmente del escenario histórico, sistemas de navegación inercial con correas (SINS) se han vuelto algo común basándose en modelos matemáticos y computación digital.Entonces, ¿cuáles son las principales ventajas de FOG IMU?(1) Resistencia a golpes e interferencias: Los giroscopios de fibra óptica son naturalmente resistentes a los golpes y pueden soportar altas fuerzas G, lo que los hace particularmente adecuados para entornos hostiles.(2) Inicio rápido: no necesita una inicialización compleja; conéctelo y úselo una vez encendido.(3) Preciso y rentable: además de satisfacer los requisitos de navegación, también controla los costos.(4) Fácil integración: tamaño pequeño, bajo consumo de energía y fácil integración.Por lo tanto, se aplica ampliamente en campos como vehículos aéreos no tripulados, robots, sistemas montados en vehículos y navegación marítima.2. Aspectos destacados de la arquitectura del sistemaEsta IMU FOG adopta un diseño modular, que consta de un giroscopio de fibra óptica de tres ejes, un acelerómetro MEMS de tres ejes, un módulo de adquisición de datos y un DSP de alta velocidad, complementados con algoritmos de compensación de temperatura y modelado de errores, para lograr una salida estable.Los seis ejes sensibles están dispuestos de forma ortogonal tridimensional, combinados con un mecanismo de compensación de software, para eliminar la influencia de los errores estructurales en la precisión de la navegación.Además, este sistema también ha sido verificado mediante simulación, lo que garantiza que aún cumple con la precisión requerida para los cálculos de navegación incluso cuando se utilizan sensores de baja precisión.3. Módulo de Adquisición de Datos: El "Centro Neuronal" de la IMUHemos optimizado especialmente el enlace de adquisición de datos:(1) Acondicionamiento de señal analógica: Amplificación de dos etapas + filtro analógico, mejorando la claridad de la señal.(2) Muestreo ADC de alta precisión: ciclo de actualización de 10 ms, lo que garantiza una respuesta rápida del sistema.(3) Canal de compensación de temperatura: Chip integrado y monitoreo de temperatura ambiental, logrando una adaptabilidad ambiental total.Este módulo juega un papel crucial en la mejora de la precisión general del sistema.4. Rendimiento y retroalimentación en el mundo realDespués de la implementación del prototipo y las pruebas del sistema, el rendimiento de este sistema FOG IMU es el siguiente:(1) Excelente estabilidad de los ángulos de actitud(2) Errores estáticos dentro del rango controlable(3) Fuerte rendimiento antiinterferencias, capaz de adaptarse a cambios dinámicos rápidos.Actualmente, este sistema se ha puesto en uso en un cierto tipo de plataforma de navegación robótica y la respuesta es consistente y buena. 5. Perspectiva del dominio de la aplicaciónEl sistema FOG IMU está listo para ser aplicado en los siguientes escenarios:(1) Navegación para aeronaves no tripuladas y vehículos no tripulados(2) Sistemas de medición marinos(3) Equipos de automatización industrial(4) Control de actitud para satélites de órbita baja(5) Robots inteligentes y posicionamiento precisoPróximamente, también lanzaremos una versión mejorada de la IMU FOG, diseñada para requisitos de alta precisión como el UF-100A. ¡Estén atentos para más actualizaciones! UF100AIMU basada en giroscopio de fibra óptica de precisión media