1. Przegląd
Żyroskop MEMS to kompaktowy czujnik prędkości kątowej wytwarzany z zaawansowaną technologią Mikro-Elektro-Mechanicznego Systemu (MEMS).Jest specjalnie zaprojektowany do pomiaru prędkości obrotu i kierunku obrotu obiektówJako podstawowe urządzenie do wykrywania inercji jest szeroko stosowane w elektronikach konsumenckich, systemach motoryzacyjnych, automatyce przemysłowej, dronach i sprzęcie lotniczym.W porównaniu z tradycyjnymi dużymi, mechanicznymi i optycznymi żyroskopamiŻyroskopy MEMS charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, niskim zużyciem energii, niskimi kosztami i szybką reakcją, co czyni je najpopularniejszym czujnikiem obrotowym inercji dla nowoczesnych inteligentnych urządzeń.
2Co to jest technologia MEMS?
MEMS oznacza Micro-Electro-Mechanical System. Jest to dojrzała technologia mikro-przetwarzania, która wytwarza ultra-małe struktury mechaniczne i układy obwodowe na półprzewodnikowych płytkach krzemowych.Wszystkie ruchome części mechaniczne i obwody czujników są zintegrowane na małym chipie na poziomie mikronaTechnologia ta całkowicie przełamuje ograniczenia wielkości tradycyjnych czujników, umożliwiając masową produkcję i szerokie cywilne i przemysłowe zastosowania urządzeń czujników o wysokiej precyzji.
3Co to jest siła Coriolisa?
Podstawowa zasada działania wszystkich żyroskopów MEMS opiera się na sile Coriolisa, powszechnej sile inercyjnej w ruchu rotacyjnym.gdy obiekt porusza się w linii prostej w obrotowym układzie, jego trasa ruchu przesunie się w bok z powodu bezwładności, a ten efekt odchylenia jest efektem Coriolis.gdy śmigłowiec unoszy się w powietrzuTo dlatego, że unoszący się samolot jest nadal ograniczony przez grawitację Ziemi i zawsze obraca się synchronicznie z Ziemią,który w pełni odzwierciedla korelację inercyjną między ruchem liniowym a ruchem obrotowymWielkość siły Coriolis jest bezpośrednio związana z prędkością ruchu liniowego i obrotową prędkością kątową obiektu,który zapewnia stabilną fizyczną podstawę dla żyroskopów MEMS do dokładnego pomiaru obrotu.
4Zasada działania gyroskopu MEMS
Wykorzystując efekt Coriolis, żyroskopy MEMS mierzą prędkość kątową poprzez kompletny i stabilny mikro-mechaniczny system wibracji.Jest mały wibrujący blok masy napędzany przez mikro elektrody grzebieńPodczas normalnej pracy blok masy utrzymuje wysokiej częstotliwości wibracji w kierunku stałym przy stałej częstotliwości rezonansu.wibrujący blok masy wygeneruje pionową siłę CoriolisaStopień przemieszczenia jest ściśle proporcjonalny do prędkości kątowej obrotu w czasie rzeczywistym.
Wbudowana struktura czujników pojemności o wysokiej czułości układu może precyzyjnie przechwytywać to mikrodrążenie i przekształcić zmianę mechaniczną w standardowy sygnał elektryczny.Po wzmocnieniu, filtrowanie i przetwarzanie algorytmiczne przez obwód wewnętrzny, sygnał jest ostatecznie obliczany na dokładne dane prędkości kątowej i wyjście.Większość nowoczesnych żyroskopów MEMS przyjmuje konstrukcję odwrotnej wibracji o podwójnej masieDwa bloki masy wibrują w przeciwnych kierunkach o tej samej częstotliwości, co może skutecznie zrekompensować zakłócenia środowiskowe i poprawić stabilność pomiaru.Wraz z ciągłym ulepszaniem technologii MEMS, głównie wykorzystywane układy czujnikowe mogą zintegrować 3-osiowe żyroskopy, 3-osiowe akcelerometry, a nawet magnetometry na jednym ultra-małym układzie, dzięki czemu możliwe jest wielowymiarowe czuwanie inercyjne w pełnej pozycji.
5Główne zalety i scenariusze zastosowania
Korzystając z zaawansowanej technologii integracji mikroelektromechanicznej, żyroskopy MEMS mają niezastąpione korzyści.Są one niezwykle małe i łatwe do wbudowania w różne kompaktowe inteligentne urządzenia. Wspierane przez dojrzałe procesy produkcji seryjnej, mają niskie koszty produkcji i doskonałą spójność.W dodatku, charakteryzują się szybką reakcją dynamiczną i mogą skutecznie rejestrować zmiany rotacji w czasie rzeczywistym, spełniając różne potrzeby pomiarowe o wysokiej dynamiczności.
Opierając się na powyższych zaletach, żyroskopy MEMS osiągnęły pełne pokrycie scenariusza.wykrywanie ruchu i sterowanie gestami dla smartfonów i urządzeń noszonychW przemyśle motoryzacyjnym pomagają w kontroli stabilności pojazdów i inteligentnej nawigacji.zapewniają dokładne dane o pozycji i rotacji inteligentnych robotów i automatycznych urządzeńW zaawansowanych dziedzinach, takich jak drony i lotnictwo kosmiczne, gwarantują stabilną kontrolę nastawienia i precyzyjną nawigację inercyjną nośników,staje się niezbędnym podstawowym komponentem nowoczesnych inteligentnych systemów czujników.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
