Каковы преимущества и недостатки гироскопа MEMS?

[Kelly Yu]

https://www.ericcointernational.com/gyr ... -gyroscope — это инерционный датчик, представляющий собой небольшое устройство, измеряющее угловую скорость или скорость вращения. Он может сыграть роль в аэрокосмической отрасли, дронах и других областях, а также используется в навигационных системах для обнаружения изменений направления и измерения тангажа, крена и рыскания. В то же время его также можно использовать в таких областях, как нефтяные каротажные и горнодобывающие работы, предоставляя решения для определения севера, наведения и первоначального выравнивания и т. д.

Прежде чем понять преимущества и недостатки МЭМС-гироскопов, давайте сначала поймем, как они работают.

МЭМС — это аббревиатура микроэлектромеханической системы. МЭМС-гироскопы используют эффект силы Кориолиса для измерения угловой скорости движущихся объектов. Этот эффект создает силу, которая действует на движущуюся массу во вращающейся системе, перпендикулярно скорости массы и оси вращения, и используется для определения угловой скорости или скорости вращения объекта.

Преимущества МЭМС-гироскопа

1.Малый размер и легкий вес

Гироскоп MEMS меньше и легче традиционного механического гироскопа и FOG (волоконно-оптического гироскопа). Идеально подходит для приложений с жесткими ограничениями по размеру и весу, таких как смартфоны и микрофоны потребительского уровня, а также для тактических и навигационных инструментов для каротажа нефти. Для смартфонов и виртуальной реальности малый размер является важной частью, но гироскопы MEMS, используемые в этих областях, также являются потребительскими и имеют низкий уровень точности. Для таких областей, как нефтяной каротаж и горнодобывающая промышленность, многие гироскопические инструменты имеют зондовые трубки специальной формы, к которым недоступны обычные гироскопы большого размера, и для удовлетворения их потребностей необходимы гироскопы небольшого размера, такие как гироскопы MEMS. Более того, искатели севера, используемые в некоторой горнодобывающей технике, имеют ограничения по размеру. Являясь основным компонентом искателя севера, гироскоп должен соответствовать требованиям к небольшому размеру. Размер МЭМС-гироскопа равен размеру ногтя. Гироскопические датчики MEMS от Ericco имеют одинаковый размер: 11x11x2 мм. Компания Ericco в основном отвечает за производство тактических и навигационных MEMS-гироскопов, таких как навигационный https://www.ericcointernational.com/gyr ... -gyro.html и тактический https://www.ericcointernational.com/gyr ... 00-er.html, которые являются высокопроизводительными и пользуются большим спросом. гироскопы.

2. Низкая стоимость и простота массового производства.

Благодаря процессу микрообработки и небольшому размеру производство МЭМС-гироскопов более рентабельно, чем традиционные гироскопы, что также упрощает массовое производство, позволяя использовать их в более широком спектре отраслей и приложений. Для некоторых месторождений и компаний, которым необходимо контролировать затраты, гироскопы MEMS также стали популярным выбором.

3. Хорошая надежность

Основным материалом МЭМС-гироскопа является кремний, который производится с использованием тех же процессов и инструментов, которые используются для производства интегральных схем, таких как осаждение, фотолитография и травление. Его твердотельная конструкция обеспечивает большую надежность и более длительный срок службы, чем механические гироскопы, склонные к износу.

4. Низкое энергопотребление.

Благодаря своим небольшим размерам МЭМС-гироскопы потребляют меньше энергии, чем механические гироскопы, что является критическим фактором для устройств с батарейным питанием и систем энергосбережения.

Недостатки МЭМС-гироскопа

1. Результаты выпуска необходимо контролировать и компенсировать.

Как правило, МЭМС-гироскопы сконструированы таким образом, что и режим движения, и режим измерения могут достигать резонанса, или оба режима могут резонировать посредством электронной настройки. Однако, несмотря на то, что соответствующее увеличение интервала между пиками частоты между режимом движения и режимом измерения может уменьшить дрейф частоты, вызванный изменениями в параметрах системы, выходной сигнал все равно требует усовершенствованных методов управления и обработки сигналов для компенсации.

2. Неразвитость технологии фотолитографии и микротехнологической обработки.

Сегодня технологии фотолитографии и микрообработки все еще неразвиты, что ограничивает идеальное производство высокопроизводительных инерционных датчиков, включая МЭМС-гироскопы. А ошибки, присущие изготовлению его механической конструкции, ограничивают производительность, стабильность и чувствительность МЭМС-гироскопов. Требование модального соответствия приводит к тому, что динамические характеристики МЭМС-гироскопов, такие как резонансная частота и чувствительность, резко отклоняются от ожидаемых проектных значений, а различные показатели производительности одних и тех же МЭМС-гироскопов, выпускаемых в каждой партии, также различны. Эти ошибки вызваны отклонениями в этапах и процессах фотолитографии, а также наличием условий осаждения и остаточных напряжений.

3. Влияние изменений температуры

Изменения температуры также влияют на размеры конструкции, тем самым разрушая точность расчета.фактические параметры динамической системы.

Тем не менее, эксперты провели много исследований по уменьшению ошибок в измерениях с помощью гироскопа, например, изучили конструкцию симметричных систем подвески, которые могут улучшить лучшее модальное согласование и уменьшить температурный дрейф. С ростом развития науки и техники технология MEMS совершает прорывы и изменения каждый день и будет лучше соответствовать потребностям рынка в будущем.

Я надеюсь, что благодаря содержанию этой статьи вы сможете понять преимущества и недостатки гироскопов MEMS. Идеального устройства не существует, но по мере развития технологий его недостатки будут уменьшаться или даже устраняться с помощью различных исследований и компенсационных мер. Если вы хотите узнать больше о соответствующих знаниях и продуктах, связанных с гироскопическими датчиками MEMS, прочтите «сопутствующие статьи» и «сопутствующие продукты» ниже.

Свяжитесь со мной:
Электронная почта: [email protected]
WhatsApp: 173 9198 8506