1. Обзор
Гироскоп MEMS представляет собой компактный датчик угловой скорости, изготовленный с использованием передовой технологии микроэлектромеханической системы (MEMS).Он специально разработан для измерения скорости вращения и направления вращения объектовКак основное инерциальное устройство, оно широко используется в потребительской электронике, автомобильных системах, промышленной автоматизации, дронах и аэрокосмическом оборудовании.По сравнению с традиционными громоздкими механическими и оптическими гироскопами, гироскопы MEMS имеют крошечный размер, низкое потребление энергии, низкую стоимость и быструю реакцию, что делает их самым популярным датчиком инерциального вращения для современных интеллектуальных устройств.
2Что такое технология MEMS?
MEMS означает Micro-Electro-Mechanical System. Это зрелая технология микрообработки, которая вырезает сверхмалые механические структуры и схемы на полупроводниковых кремниевых пластинах.Все механические движущиеся части и датчики интегрированы в крошечный чип на микроновом уровнеЭта технология полностью преодолевает ограничения размеров традиционных датчиков, позволяя массовое производство и широкое гражданское и промышленное применение высокоточных датчиков.
3Что такое сила Кориолиса?
Основной принцип работы всех гироскопов MEMS основан на силе Кориолиса, общей инерциальной силе в вращающемся движении.когда объект движется по прямой линии внутри вращающейся системы, его движущийся путь сместится в сторону из-за инерции, и этот эффект отклонения является эффектом Кориолиса. Типичный пример из жизни может помочь нам легко понять этот принцип:когда вертолет неуклонно парит в воздухеЭто происходит потому, что летающий самолет все еще ограничен земной гравитацией и всегда вращается синхронно с Землей.который полностью отражает инерциальную корреляцию между линейным движением и вращающимся движениемВеличина силы Кориолиса напрямую связана со скоростью линейного движения и ротационной угловой скоростью объекта,который обеспечивает стабильную физическую основу для MEMS гироскопов для точного измерения вращения.
4Принцип работы гироскопа MEMS
Построенные на эффекте Кориолиса, гироскопы MEMS измеряют угловую скорость с помощью полной и стабильной микромеханической системы вибрации.Есть крошечный вибрирующий массовый блок, управляемый микро-чечечевыми электродами.При нормальной работе массовый блок поддерживает высокочастотные взаимные вибрации в фиксированном направлении при стабильной резонансной частоте.вибрирующий массовый блок создаст вертикальную силу КориолисаСтепень смещения строго пропорциональна угловой скорости вращения в реальном времени.
Встроенная в чип высокочувствительная структура датчика емкости может точно улавливать это микроперемещение и преобразовывать механическое изменение в стандартный электрический сигнал.После усиления, фильтрации и алгоритмической обработки внутренней схемой, сигнал наконец вычисляется в точные данные о угловой скорости и выход.Большинство современных гирочипов MEMS используют дизайн обратной вибрации с двойной массойДва массовых блока вибрируют в противоположных направлениях при одной и той же частоте, что может эффективно компенсировать помехи окружающей среды и улучшить стабильность измерения.С постоянным совершенствованием технологии MEMS, обычные сенсорные чипы могут интегрировать 3-осевые гироскопы, 3-осевые акселерометры и даже магнитометры на одном сверхмаленьком чипе, реализуя многомерное инерциальное сенсирование полного положения.
5Основные преимущества и сценарии применения
Благодаря передовой технологии микроэлектромеханической интеграции гироскопы MEMS имеют незаменимые всеобъемлющие преимущества.Они чрезвычайно малы и легко встраиваются в различные компактные интеллектуальные устройства. Поддерживаемые зрелыми процессами серийного производства, они имеют низкую стоимость производства и отличную консистенцию. С низким энергопотреблением они очень подходят для портативных устройств с батарейным питанием.Кроме того,, они обладают быстрой динамической реакцией и могут эффективно улавливать изменения вращения в режиме реального времени, удовлетворяя различным потребностям в высокодинамических измерениях.
Опираясь на вышеперечисленные преимущества, гироскопы MEMS достигли полного охвата сценария.Движение и управление жестом для смартфонов и носимых устройствВ автомобильной промышленности они помогают управлять стабильностью транспортных средств и интеллектуальной навигации.Они обеспечивают точные данные о положении и вращении для интеллектуальных роботов и автоматизированного оборудованияВ таких высокотехнологичных областях, как беспилотные летательные аппараты и аэрокосмическая техника, они гарантируют стабильный контроль положения и точную инерциальную навигацию авианосцев.становится незаменимым основным компонентом современных интеллектуальных датчиков.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
