관성 내비게이션 분야에서 광섬유 자이로스코프 (FOG) 와 마이크로 전기 기계 시스템 (MEMS) 자이로스코프는 두 가지 핵심 기술입니다.전자는 초고도의 정밀도로 고급 시장을 지배합니다., 후자는 그 콤팩트 크기와 저렴한 비용으로 일상적인 시나리오를 침투합니다.원칙의 차이에 기초한 상호 보완적인 패턴을 형성합니다., 소비자 전자제품에서 항공 우주에 이르기까지 관성 감지 요구를 공동으로 지원합니다.
원리 분차: 광적 간섭과 마이크로 진동 감지 사이의 근본적 차이
두 회전경의 핵심적인 차이점은 그 두 가지의 물리 원리에 기인합니다. FOG는 Sagnac 효과에 기반합니다.수백 미터에서 몇 킬로미터까지의 광섬유 코일을 따라 시계 방향으로 그리고 시계 반대 방향으로 퍼져 나갑니다.캐리어가 회전할 때 두 빔 사이에 광 경로 차이가 발생하고, 각속은 간섭 프렌지의 변화를 통해 계산될 수 있다.전체 시스템 은 움직이는 기계적 부분 이 없고, 주로 정확 한 광학 설계 에 의존 한다.
반면 MEMS 회전경은 코리올리스 효과에 의존한다. 조율포크나 공명 고리 같은 미세 구조는 실리콘 웨이퍼에 새겨져 있고, 정전력으로 진동하도록 유도된다.회전 도중 생성 된 정사각형 진동은 측정 용량 변화를 통해 전기 신호로 변환 될 수 있습니다그 제조는 칩 수준 통합을 가능하게 하는 통합 회로 프로세스와 호환됩니다. 이는 소형화의 열쇠입니다.
퍼포먼스 게임: 정확성 과 비용 효율성 사이의 타협
성능 매개 변수를 비교하면 위치의 차이점이 강조됩니다. 정확성 측면에서 FOG는 중요한 이점을 가지고 있습니다.중고급 모델은 0 이하의 편향 안정성을 달성할 수 있습니다..001°/h, 위성 신호 없이 긴 시간 동안 고정도 내비게이션을 유지한다. 그러나 MEMS 자이로스코프는 일반적으로 1°/h에서 1000°/h까지의 정밀도를 가지고 있다.비록 전술용 제품들은 0의 돌파구를 달성했지만.05°/h, 그들은 온도와 진동에 의해 크게 영향을 받고 알고리즘 보상을 필요로합니다.
MEMS는 비용 효율적으로 훨씬 우월합니다. 밀리미터 수준 크기와 밀리와트 수준 전력 소비, 단위 비용으로 몇 달러에 불과합니다.1억 대량 생산에 적합합니다.그러나 FOG는 특수 광섬유와 광 부품이 필요하므로 수백 달러에서 수천 달러까지의 비용이 발생합니다.전력 소비량은 1와트당 100밀리와트 정도입니다.그러나 극한 환경에서는, 기계적 마모가 없는 FOG의 모든 고체 구조는 더 신뢰할 수 있고 더 나은 충격과 진동 저항을 가지고 있습니다.
시나리오 적응: 고급 필요성과 대중화 사이의 노동 분할
자동차 전자제품은 MEMS의 전형적인 응용 분야입니다. 현대 자동차의 ESP 시스템에서는 MEMS 자이로스코프가 차량 몸체의 기어 속도를 실시간으로 감지합니다. 미끄러지기 전초가 검출되면차량의 안정화를 위해 즉시 제동 개입이 시작됩니다., 그리고 중고급 모델에서 표준 구성이되었습니다.휴대 전화 화면 회전 및 UAV 호버링과 같은 시나리오는 기능적 구현을 실현하기 위해 비용 이점에 의존합니다..
다른 한편으로, FOG는 고정밀 필드를 지배합니다.그리고 FOG의 높은 안정성은 그것을 핵심 구성 요소로 만듭니다석유 우물 조립에서, 높은 온도 및 고압 저항은 정확하게 조리 궤도를 모니터링 할 수 있습니다. 전술 수준의 FOG는 미사일 안내에 추가로 적용됩니다.복잡한 전자기 환경에서 타격 정확성을 보장합니다..
중급 시장에서 중복이 있습니다: 둥근 비와 안개 경비 중 광저우 해상 UAV의 경우 전술 수준의 MEMS는 비용과 정밀도를 균형을 맞출 수 있습니다.위성 신호 없이 장기 항해가 필요한 경우, 낮은 정밀 FOG는 더 신뢰할 수 있습니다. 선택은 비용 민감성에 대한 우선 순위 MEMS와 정밀 요구 사항에 대한 FOG에 달려 있습니다.
미래 경향: 상호 보완성 발전
기술 반복은 둘 사이의 경계를 흐리게 하고 있습니다. MEMS 정밀도는 재료 수정과 알고리즘 최적화로 계속 개선되고 있습니다.구글의 OCS 장비는 마이크로 미러 구성 요소를 채택했습니다2030년까지 300만 대에 달할 것으로 예상되고 있습니다. 한편, FOG는 소형화 분야에서 돌파구를 이루고 있으며, 이미 휴대용 기기에 맞춘 군사용 모델이 있습니다.
장기적으로, 둘은 상호 보완적인 역할을 계속할 것입니다. MEMS는 소비자 전자제품, 사물 인터넷 및 다른 분야에 대한 침투를 심화시킬 것입니다.항공우주 및 전략 항해 등 고급 시나리오에서 FOG의 위치는 흔들리지 않습니다.미래 혁신 방향은 위성 내비게이션과 함께 두 가지의 통합 적용에 있으며 정확성과 비용 사이의 더 나은 균형을 찾을 수 있습니다.
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