В области инерциальной навигации, волоконно-оптические гироскопы (FOG) и микро-электромеханические системы (MEMS) гироскопы являются двумя основными технологиями.Первый доминирует на высококлассном рынке с чрезвычайно высокой точностьюВ то время как последняя проникает в повседневные сценарии благодаря своим компактным размерам и низкой стоимости.Они формируют взаимодополняющийся шаблон, основанный на различиях в их принципах., совместно поддерживая потребности в инерциальных датчиках от потребительской электроники до аэрокосмической промышленности.
Дивергенция принципов: фундаментальное различие между оптическими помехами и микровибрационными датчиками
Основное отличие между двумя гироскопами заключается в их физических принципах.которые распространяются по часовой стрелке и против часовой стрелки вдоль катушки из оптических волокон от сотен метров до нескольких километровКогда носитель вращается, между двумя лучами создается разница оптического пути, и угловая скорость может быть рассчитана с помощью изменений в периферии интерференции.Вся система не имеет движущихся механических частей и в основном опирается на точную оптическую конструкцию.
Гироскопы MEMS, с другой стороны, опираются на эффект Кориолиса.Ортогональные вибрации, генерируемые во время вращения, могут быть преобразованы в электрические сигналы с помощью изменений емкости для измеренияЕго изготовление совместимо с процессами интегральных схем, что позволяет интеграцию на уровне чипа, что является ключом к миниатюризации.
Игры на производительность: компромисс между точностью и экономичностью
Сравнение параметров производительности подчеркивает различия в их расположении.средние и высокие модели могут достичь стабильности предвзятости менее 0.001°/ч, обеспечивая высокую точность навигации в течение длительных периодов без спутниковых сигналов.Несмотря на то, что продукты тактического класса достигли прорыва 00,05°/ч, они сильно подвержены воздействию температуры и вибрации и требуют алгоритмической компенсации.
MEMS намного выше по экономической эффективности: с размером на миллиметровом уровне, потреблением энергии на уровне милливатт, и стоимостью одной единицы всего в несколько долларов США,Он подходит для массового производства на уровне 100 миллионов.В то же время, ФОГ требует специальных оптических волокон и оптических компонентов, что приводит к стоимости от сотен до тысяч долларов США.и его энергопотребление достигает 100 милливатт на 1 ваттТем не менее, в экстремальных условиях, полностью твердотельная структура FOG без механического износа является более надежной и имеет лучшую устойчивость к ударам и вибрациям.
Приспособление сценария: разделение труда между высококачественной необходимостью и массовой популяризацией
Автомобильная электроника является типичной областью применения для MEMS. В системе ESP современных автомобилей, гироскопы MEMS в режиме реального времени обнаруживают скорость наклона кузова транспортного средства.немедленно начинается действие торможения для стабилизации транспортного средства;, и он стал стандартной конфигурацией в моделях среднего и высокого класса.Сценарии, такие как вращение экрана мобильного телефона и плавание БПЛА, также полагаются на его преимущество в расходах для реализации функциональной реализации.
С другой стороны, НОГ доминирует в области высокой точности.и высокая стабильность FOG делает его основным компонентомВ нефтяных скважинах его высокотемпературная и высокодавковая стойкость позволяет точно контролировать траекторию бурения.обеспечение точности попадания в сложных электромагнитных средах.
На рынке среднего класса существует перекрытие: для Гуанчжоуских морских БПЛА во время патрулирования дождем и туманом MEMS тактического класса может сбалансировать затраты и точность;если требуется длительная навигация без спутниковых сигналовВыбор зависит от приоритетов: MEMS для чувствительности к затратам и FOG для требований точности.
Будущие тенденции: взаимный прогресс в дополнении друг друга
Технологическая итерация стирает границы между ними: точность MEMS продолжает улучшаться за счет модификации материалов и оптимизации алгоритма.Оборудование Google OCS приняло свои микрозеркальные компонентыВ то же время, FOG делает прорывы в миниатюризации, с военными моделями, уже адаптированными для портативных устройств.
В долгосрочной перспективе эти две технологии будут продолжать дополнять друг друга: MEMS углубит свое проникновение в потребительскую электронику, Интернет вещей и другие области;Позиция FOG в таких высокотехнологичных сценариях, как аэрокосмическая и стратегическая навигация, остается непоколебимойБудущее направление инноваций может заключаться в интегрированном применении обоих с спутниковой навигацией, находить лучший баланс между точностью и стоимостью.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
