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MEMS與機械陀螺儀有何不同?

jf_51414900 ? 來源:jf_51414900 ? 作者:jf_51414900 ? 2023-07-17 11:06 ? 次閱讀
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不同的原理

MEMS陀螺儀是隨著微機械電子系統(MEMS)等學科興起的第三代陀螺儀的代表,也是基于科里奧利振動效應和微納加工技術發展起來的。

機械陀螺儀是第一代陀螺儀的代表,其工作原理是利用陀螺儀效應,即旋轉物體的角動量在空間中保持恒定的原理。

不同的結構

MEMS陀螺儀傳感器通常由一個MEMS陀螺儀和一個信號處理器組成,MEMS陀螺儀采用MEMS技術制造一種微小的振動結構,通過測量振動結構的振動頻率和振動方向來確定其旋轉角速度,不需要旋轉部件,不需要軸承,已被證明可以用微加工技術量產。與機械式陀螺儀相比,其結構簡單,已成為應用最廣泛的陀螺儀傳感器之一。ER-MG2-50/100以其微小的11 x 11 x 2毫米尺寸而聞名,設計用于北找,指向,初始對準/陀螺儀工具,采礦/鉆井設備,武器/無人機發射系統,衛星天線,目標跟蹤系統等,在測井儀器中。由于其高性能,ER-MG2-50/100還可用于高精度姿態測量,穩定控制,定位,導航級MEMS IMU/ INS,土地測量/陸地移動測繪系統,鐵路列車系統等。

機械陀螺儀通常由旋轉轉子和固定支架組成,轉子的旋轉速度與外部旋轉角速度成正比,通過測量轉子的旋轉速度來確定。它對工藝結構的要求比較高,成本高,結構復雜,其精度受到多方面的制約。

不同的特征

MEMS陀螺儀傳感器具有精度高、響應快、體積小、重量輕、功耗低等優點。與傳統的機械陀螺儀相比,現代mems陀螺儀更適合當前市場的大需求。以ER-MG2-300/400高精度導航MEMS陀螺儀為代表,其偏置不穩定性為0.01°/小時,能夠測量高達±400°/s的角速度,并具有符合模式3 SPI的數字輸出協議。角速率數據表示為24位字。它采用先進的差分傳感器設計,消除了線性加速度的影響,能夠在存在沖擊和振動的極端惡劣環境中工作,并且密封在陶瓷LCC表面貼裝封裝中,有效地保證了在5V電源和寬溫度范圍(- 45°C至+85°C)下的正常工作。機械式陀螺儀傳感器雖然也具有精度高、響應速度快等優點,但由于其結構復雜、體積大、重量重、工藝復雜等缺點,已逐漸被其他類型的陀螺儀傳感器所取代。

不同的應用領域

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尋北陀螺

作為現代生產中的新型MEMS陀螺儀,它解決了第一代和第二代陀螺儀體積大、質量大、成本高的缺點,隨著精度和穩定性的不斷提高,ER-MG2-50/100、ER-MG2-300/400具有體積小、功耗低、成本低、抗過載能力強、動態范圍大、可集成等優點,可嵌入到電子、信息和智能控制系統中。使系統體積和成本大大降低,整體性能大大提高。因此,在現代軍事領域具有廣闊的應用前景。高精度微機械陀螺儀將應用于導彈、航天、飛機等要求高精度的設備中,此外,對于現代新興的無人系統導航、衛星導航定位系統、信息測繪、資源勘探等相關領域都有很大的應用前景。而機械陀螺儀作為陀螺儀的第一代產品由于現代市場需求的迅速增加,原有的工藝已經不能滿足需求,所以機械陀螺儀在市場上逐漸淡化。

審核編輯 黃宇

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