Dans le domaine de la navigation par inertie, les gyroscopes à fibre optique (FOG) et les gyroscopes à système microélectro-mécanique (MEMS) sont deux technologies de base.Le premier domine le marché haut de gamme avec une précision ultra-haute, tandis que ce dernier pénètre dans les scénarios quotidiens avec sa taille compacte et son faible coût.Ils forment un schéma complémentaire basé sur des différences de principes., en soutenant conjointement les besoins de détection par inertie allant de l'électronique grand public à l'aérospatiale.
Différence de principe: la différence fondamentale entre les interférences optiques et la détection des micro-vibrations
La principale différence entre les deux gyroscopes réside dans leurs principes physiques.qui se propagent dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse le long d'une bobine de fibres optiques allant de centaines de mètres à plusieurs kilomètresLorsque le support tourne, une différence de trajectoire optique est générée entre les deux faisceaux, et la vitesse angulaire peut être calculée à travers des changements de franges d'interférence.L'ensemble du système n'a pas de pièces mécaniques mobiles et repose principalement sur une conception optique précise.
Les gyroscopes MEMS, en revanche, s'appuient sur l'effet Coriolis.La vibration orthogonale générée lors de la rotation peut être convertie en signaux électriques par des changements de capacité pour la mesureSa fabrication est compatible avec les processus de circuits intégrés, permettant une intégration au niveau de la puce, qui est la clé de la miniaturisation.
Jeu de performance: le compromis entre précision et rentabilité
Une comparaison des paramètres de performance met en évidence les différences de leur positionnement.les modèles de milieu à haut de gamme peuvent atteindre une stabilité de biais inférieure à 0Les gyroscopes MEMS, cependant, ont généralement une précision allant de 1°/h à 1000°/h.Bien que les produits tactiques aient réalisé une percée de 0.05°/h, elles sont fortement affectées par la température et les vibrations et nécessitent une compensation algorithmique.
Les MEMS sont bien supérieurs en termes de rentabilité: avec une taille de niveau millimétrique, une consommation d'énergie de niveau milliwatt, et un coût unitaire aussi bas que quelques dollars américains,Il convient à une production de masse de 100 millions de pièces.Le FOG, cependant, nécessite des fibres optiques spéciales et des composants optiques, ce qui entraîne un coût allant de centaines à des milliers de dollars US.et sa consommation d'énergie est aussi élevée que 100 milliwatts à 1 wattNéanmoins, dans des environnements extrêmes, la structure à l'état solide de FOG sans usure mécanique est plus fiable et présente une meilleure résistance aux chocs et aux vibrations.
Adaptation du scénario: la division du travail entre la nécessité haut de gamme et la popularisation de masse
L'électronique automobile est un domaine d'application typique pour les MEMS. Dans le système ESP des voitures modernes, les gyroscopes MEMS détectent en temps réel le taux de basculement du corps du véhicule.l'intervention de freinage est immédiatement lancée pour stabiliser le véhicule;, et il est devenu une configuration standard dans les modèles de milieu à haut de gamme.Des scénarios tels que la rotation de l'écran du téléphone portable et le survol des drones reposent également sur son avantage en termes de coût pour réaliser une mise en œuvre fonctionnelle.
La navigation maritime doit être indépendante des signaux satellites pendant de longues périodes.et la stabilité élevée de FOG en fait un composant de baseDans l'exploitation pétrolière, sa résistance à haute température et haute pression permet de surveiller avec précision la trajectoire de forage.assurer la précision des coups dans des environnements électromagnétiques complexes.
Il y a un chevauchement sur le marché du milieu de gamme: pour les drones maritimes de Guangzhou pendant les patrouilles sous la pluie et le brouillard, les MEMS de niveau tactique peuvent équilibrer le coût et la précision;si une navigation à long terme sans signaux satellites est requiseLe choix dépend des priorités MEMS pour la sensibilité aux coûts et FOG pour les exigences de précision.
Tendances futures: progrès mutuels dans le domaine de la complémentarité
L'itération technologique brouille les frontières entre les deux: la précision des MEMS continue de s'améliorer grâce à la modification des matériaux et à l'optimisation des algorithmes.L'équipement OCS de Google a adopté ses composants micro-miroir, et son volume d'expédition devrait atteindre 300 000 unités d'ici 2030.
À long terme, les deux vont continuer à se compléter: les MEMS vont approfondir leur pénétration dans l'électronique grand public, l'Internet des objets et d'autres domaines;La position de FOG dans les scénarios haut de gamme tels que l'aérospatiale et la navigation stratégique reste inébranlableL'orientation future de l'innovation pourrait résider dans l'application intégrée des deux avec la navigation par satellite, en trouvant un meilleur équilibre entre précision et coût.
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