Construcción de un buscador de norte MEMS miniaturizado de alta precisión
Dec 23, 2024
Puntos claveProducto: Buscador de norte MEMS miniaturizado de alta precisiónCaracterísticas principales:Componentes: Unidad de medición inercial (IMU) con giroscopio MEMS de 3 ejes y acelerómetro, además de circuitos de potencia, control y visualización.Función: Proporciona un rumbo preciso de forma autónoma, sin verse afectado por los satélites ni el clima.Aplicaciones: Se utiliza en minería, extracción de petróleo, barcos y túneles.Navegación inercial: mide la posición, la velocidad y la aceleración utilizando giroscopios y acelerómetros.Conclusión: El MEMS North Finder está evolucionando en diseño, con modelos como el NF1000 adaptándose a formas cilíndricas para industrias especializadas como el registro de petróleo.Como instrumento para medir el ángulo entre el norte y el norte verdadero, el buscador de norte proporciona información precisa de orientación y actitud en un entorno de base estática y desempeña un papel importante en minería, extracción de petróleo, equipamiento naval, perforación de túneles y otros campos. Hoy en día, las exigencias en cuanto al tamaño y la precisión del buscador de norte son cada vez mayores en todos los ámbitos, por lo que este último es más preciso y miniaturizado.Originalmente, comenzaré desde el punto de vista básico, centrándome en la composición del sistema de búsqueda del norte, para que todos puedan comprender el buscador del norte con mayor claridad.Los componentes básicos del buscador del norteEl buscador de norte MEMS proporciona información de rumbo al cuerpo en movimiento de forma totalmente autónoma, sin depender de satélites, sin verse afectado por el clima y sin requerir operaciones complejas. No solo proporciona la interfaz de salida de datos para la computadora, sino que también proporciona una interfaz hombre-máquina eficaz.El buscador de norte MEMS se compone principalmente del módulo de medición inercial (IMU) y la línea. El diagrama de bloques del hardware se muestra en la Figura 1. La unidad de medición inercial (IMU) está compuesta por un giroscopio y un mecanismo rotatorio. El circuito consta principalmente de cuatro placas de circuito: placa de alimentación, placa de control, placa del amplificador de potencia y placa base. La Tabla 1 muestra los componentes del sistema de búsqueda de norte.Figura 1 Diagrama de bloques de hardware del buscador norteTabla 1 Componentes del buscador del NorteHay 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 siete segmentos de cinco dígitos; Un fusible; El dispositivo está conectado externamente con dos conectores: una toma de corriente y una toma de interfaz de comunicación.El buscador de norte se compone de unidades de medición inerciales y algoritmos, cuyo principio es el mismo que el del sistema de navegación inercial. La diferencia radica en que diferentes algoritmos forman sistemas diferentes. Por lo tanto, el sistema de búsqueda de norte también es un sistema de navegación inercial.El sistema de navegación inercial puede medir información de posición, velocidad instantánea y aceleración y velocidad angular a través de componentes de medición inercial sin interferencia del entorno externo, sin radiación y en secreto, y puede proporcionar continuamente información de posición, ángulo de actitud, velocidad lineal, velocidad angular y otros parámetros en los campos de la aviación, aeroespacial, navegación y militar.El principio básico de la navegación inercial se muestra en la Figura 2. El sistema de coordenadas mostrado en la figura es oxy, donde (x,y) representa 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 computacional. Los ejes x e y controlan los ejes de medición de dos acelerómetros, respectivamente, y el acelerómetro se utiliza para medir la aceleración de ambos ejes.Figura 2 Principio básico de la navegación inercialEn el sistema de navegación inercial, la superficie de la Tierra se considera esférica, entonces la posición del vector está representada por la longitud y 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 latitud:Donde R es el radio de la Tierra; φ0 – latitud inicial del portador; λ0 – longitud inicial del portador;φ – posición de latitud geográfica del portador; λ – posición de longitud geográfica del portador;vx – velocidad hacia el norte; vy – velocidad hacia el 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: la unidad de medición inercial, la computadora y la pantalla. La aceleración de la aeronave en tres direcciones (transversal, longitudinal y vertical) se mide mediante tres acelerómetros, mientras que la rotación de la aeronave en tres direcciones (longitudinal y vertical) se mide mediante un giroscopio con tres grados de libertad. La computadora calcula la velocidad y la posición de la aeronave; la pantalla muestra toda la información de navegación.ConclusiónLa mayoría de los buscadores de norte tienen forma cúbica, pero debido a la creciente demanda en diversas industrias, su apariencia también ha cambiado. Por ejemplo, el NF1000 es un buscador de norte diseñado para la explotación petrolera, la perforación direccional y la minería, y su forma ha supuesto un gran avance, evolucionando de un cubo a un cilindro, adaptándose perfectamente a la forma de la sonda. Al ser un buscador de norte MEMS, incorpora un giroscopio 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 conocimiento sobre el buscador de norte, contáctenos. NF1000Sistema de navegación inercial MEMS dinámico de alto rendimiento Buscador del norte