1. ภาพรวม
รายการ
เครื่องวัดความเร็วเป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์พื้นฐานและจําเป็นที่สุดในระบบการนําทางแบบอินเนอร์เซียล ใช้โดยเฉพาะในการวัดความเร่งของเครื่องบินที่เคลื่อนที่และความแม่นยําและความมั่นคงของการตรวจจับของมัน โดยตรงกําหนดความแม่นยําโดยรวมของการนําทางและการแก้ไขสถานะหลังจากการพัฒนาทางเทคโนโลยีในระยะยาว เครื่องวัดความเร่งได้ปรับปรุงอย่างมาก จากเครื่องจักรกลขนาดใหญ่และ เครื่องควอตซ์ความแม่นยําสูงเครื่องวัดเร่ง MEMS ที่ผลิตเป็นจํานวนมากการปรับปรุงทางเทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแค่ลดขนาดของผลิตภัณฑ์และค่าใช้จ่ายอย่างมาก แต่ยังยกระดับหลักการทํางานและการออกแบบโครงสร้างเครื่องวัดเร่งแบบต่าง ๆ มีความแตกต่างที่ชัดเจนในความรู้สึกการเข้าใจลักษณะพื้นฐานของพวกเขาเป็นพื้นฐานสําคัญในการเลือกเซ็นเซอร์และการออกแบบระบบ inertial
2หลักการทํางานพื้นฐาน
เครื่องวัดความเร่งทั้งหมดปฏิบัติตามกลยุทธ์การทํางานที่เรียบง่ายเดียวกัน แทนที่จะตรวจจับความเร่งโดยตรง พวกมันพึ่งพากล้าของอัตราเฉื่อยของบล็อกขนาดเล็กเมื่ออุปกรณ์เร่งหรือช้า, บล็อคมวลของความอ่อนแอจะผลิตการย้ายที่เล็ก ๆ และความยุ่งความยุ่งความเร็วการเปลี่ยนแปลงเซ็นเซอร์แปลงการเปลี่ยนแปลงกลเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐานเพื่อที่จะตัดสินอย่างแม่นยําสถานะเร่งของตัวบรรทุก.
ตามการออกแบบโครงสร้างที่แตกต่างกัน, accelerometers ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นแบบลุปเปิดและลุปปิดที่เหมาะสมมากสําหรับฉากผู้บริโภคและอุตสาหกรรมทั่วไป. โครงสร้างสมดุลแรงวงจรปิดใช้เทคโนโลยีการปรับการตอบสนองเพื่อรักษาบล็อกมวลในสภาพคงที่ การออกแบบนี้มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงเส้นตรง, ระยะทางการเคลื่อนไหวและความมั่นคงระยะยาว,ทําให้มันเป็นตัวเลือกหลักสําหรับการวัดความอ่อนแอความแม่นยําสูง ในการใช้งานจริง ผลงานของเครื่องวัดความเร่งทั้งหมดจะได้รับผลกระทบจากความผิดพลาดในการประมวลผลอุณหภูมิแวดล้อมและเสียงก่อสร้างซึ่งยังเป็นทิศทางหลักของการปรับปรุงและปรับขนาดสินค้า
3. เครื่องวัดเร่งระดับความแม่นยําสูงแบบดั้งเดิม
ก่อนการเปิดเผยเทคโนโลยี MEMS เครื่องวัดความเร่งแบบกลไกและควอตซ์แบบดั้งเดิม เป็นแรงหลักในการวัดความเฉื่อยระดับความแม่นยําสูง รวมถึงลูกหมุน สายสั่นเครื่องวัดความเร็วแบบยืดหยุ่นแบบไจโรและควอตซ์อุปกรณ์ส่วนใหญ่ของประเพณีเหล่านี้นําออกแบบการสมดุลแรงวงจรปิด, ด้วยความมั่นคงที่ดีและการทํางานลดการลื่น. พวกเขาสามารถตอบสนองความต้องการความละเอียดสูงสุดของอากาศ,การเดินเรือยุทธศาสตร์ และสาขาวิชาชีพอื่นๆ.
อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดความเร่งแบบดั้งเดิมมีข้อจํากัดที่ชัดเจน มีโครงสร้างที่ซับซ้อน มีปริมาตรขนาดใหญ่ ใช้พลังงานสูง และมีต้นทุนการผลิตสูงและไม่สามารถผลิตเป็นจํานวนมากและนําไปใช้ในอุปกรณ์พลเรือนและอุตสาหกรรมแม้เช่นนั้น หลักการการวัดสมดุลแรงและประสบการณ์การควบคุมความผิดพลาดของพวกเขาได้วางพื้นฐานทางเทคนิคที่สําคัญสําหรับการปรับปรุงแบบต่อเนื่องของเครื่องวัดความเร็ว MEMS ใหม่
4เครื่องเร่ง MEMS ที่ใช้ซิลิคอน
เครื่องวัดความเร็ว MEMS ที่ใช้ซิลิคอน เป็นผลิตภัณฑ์หลักของอุตสาหกรรมการตรวจจับความอ่อนแอปัจจุบันพวกเขาใช้วัสดุซิลิคอนที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นแกน และนําเทคโนโลยีการแปรรูปไมโครเอเล็กทรอมิกานิค, ทําให้เกิดการลดขนาด, การบริโภคพลังงานที่ต่ํา, ค่าใช้จ่ายต่ําและการผลิตขนาดใหญ่. เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ประเพณี, เครื่องวัดความเร็ว MEMS มีการบูรณาการสูงและความสม่ําเสมอที่ดี,และสามารถปรับตัวให้กับฉากการใช้งานที่หลากหลาย จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค ไปยังการนําทางอุตสาหกรรมความแม่นยําสูง.
ตามวิธีการตรวจจับสัญญาณที่แตกต่างกัน, เครื่องวัดความเร็ว MEMS แบ่งออกเป็นสี่ประเภทที่มีข้อดีของตนเอง. เครื่องวัดความเร็วแบบจุภาพเป็นชนิดที่ใช้กันมากที่สุด,มีความรู้สึกสูง, เสียงเสียงต่ําและผลงานที่มั่นคง เหมาะสําหรับสแกนไซน์การนําทางส่วนใหญ่ของผู้บริโภค, อุตสาหกรรมและความละเอียดกลางที่ใช้ส่วนใหญ่ในสาขาการติดตามความละเอียดกลางและต่ําเครื่องวัดความเร่งระยองออกสัญญาณความถี่ที่มั่นคง ด้วยความเป็นเส้นตรงสูง และความสามารถต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแรง และค่อยๆนํามาใช้ในการวัดความเฉื่อยระดับความละเอียดสูงเครื่องวัดความเร็วด้วยการกระชับความร้อนไม่มีโครงสร้างกลไกที่เคลื่อนไหวมีความทนทานต่อแรงกระแทกที่สูงมาก และขนาดเล็ก เหมาะสําหรับการตรวจจับอารมณ์ความถี่ต่ําของอุปกรณ์ขนาดเล็ก
5. ตัวชี้วัดผลประกอบการหลัก
ชุดตัวชี้วัดหลักที่รวมกันถูกใช้ในการตัดสินผลการทํางานของเครื่องวัดความเร็ว ซึ่งสะท้อนตรงถึงความสามารถในการวัดและความสามารถในการปรับปรุงการใช้งานของสินค้าปัจจัยขนาดและความไม่เส้นตรงกําหนดความแม่นยําของผลิตเร่งและจะส่งผลกระทบโดยตรงการสะสมความผิดพลาดการนําทางในระยะยาวความคัดค้านและความมั่นคงของความคัดค้านเป็นตัวชี้สําคัญที่สุด ซึ่งแสดงถึงระดับการเคลื่อนที่ศูนย์ของเซ็นเซอร์ในสภาพสถิติ ซึ่งตัดสินความแม่นยําในการทํางานในระยะยาวของระบบการนําทางด้วยความอ่อนแอความผิดพลาดทางตรงตรงสะท้อนความรบกวนการเชื่อมโยงระหว่างแกนการวัดที่แตกต่างกันซึ่งเป็นวัตถุปรับขนาดที่สําคัญสําหรับเซ็นเซอร์หลายแกน
นอกจากนี้ ความหนาแน่นของเสียงและความกว้างแบนด์จะกําหนดความสามารถในการตอบสนองแบบไดนามิกและความละเอียดขั้นต่ําของเซ็นเซอร์การสอดคล้องความกว้างของแบนด์วิทและระดับเสียงที่สมเหตุสมผลสามารถสมดุลความเร็วการตอบสนองและความมั่นคงในการวัดคุณลักษณะอุณหภูมิก็สําคัญมาก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะทําให้การเคลื่อนไหวโครงสร้างและการเบี่ยงเบนปารามิเตอร์ซึ่งเป็นทิศทางการปรับปรุงหลักในการปรับปรุงความสามารถในการปรับปรุงสิ่งแวดล้อมของเครื่องวัดความเร็วการวิเคราะห์ความแตกต่างของ Allan สามารถแยกความผิดพลาดสุ่มต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และประเมินความมั่นคงระยะยาวของเซ็นเซอร์ได้อย่างแม่นยํา
6. แหล่งความผิดพลาดหลักและแนวคิดการปรับปรุง
ในสภาพแวดล้อมการทํางานจริง เครื่องวัดความเร่งทั้งหมดจะผลิตความผิดพลาดบางประการ ซึ่งแบ่งออกเป็นหลักๆ เป็นความผิดพลาดแบบกําหนดตัว, ความผิดพลาดแบบสุ่ม และความผิดพลาดทางสิ่งแวดล้อมความผิดพลาดทางการกําหนด เช่น ความคัดค้านศูนย์, ความเบี่ยงเบนของตัวประกอบขนาดและการไม่ถูกตรงของแกน เกิดจากความบกพร่องในการแปรรูปและโครงสร้างความผิดพลาดเหล่านี้เป็นเรื่องปกติ และสามารถกําจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผ่านการปรับระดับมืออาชีพและการชําระค่าตอบแทนของอัลการิทึม.
ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นโดยสุ่ม เป็นต้นมาจากเสียงวงจรและการสั่นสะเทือนขนาดเล็กที่ส่งผลกระทบต่อความละเอียดในการวัดระยะสั้นของเซ็นเซอร์ และจําเป็นต้องถูกยับยั้งโดยการออกแบบโครงสร้างและอัลการิทึมกรองที่มีเสียงเสียงต่ําความผิดพลาดการลอยทางสิ่งแวดล้อมมักจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเครียดในการบรรจุและการเก่าแก่ของโครงสร้างในระยะยาวความผิดพลาดเหล่านี้เป็นปัจจัยสําคัญที่จํากัดความมั่นคงระยะยาวของเครื่องวัดความเร็ว MEMS, และสามารถปรับปรุงผ่านการชดเชยการจําลองอุณหภูมิ, กระบวนการปล่อยความเครียดและเทคโนโลยีการแก้ไขความผิดพลาดระดับระบบ
7สรุปและแนวโน้มการพัฒนา
ในฐานะเซ็นเซอร์พื้นฐานของระบบการนําทางแบบอินเนอร์เชียล แอคเซเลโรเมตรจะทําให้การรับรู้ความเคลื่อนไหวของตัวนําของเครื่องบินได้ถูกต้องโดยการจับการเปลี่ยนแปลงอินเนอร์เชียลเล็กน้อยจากอุปกรณ์กลไกแบบดั้งเดิมขนาดใหญ่ ไปยังชิป MEMS ที่ลักษณะเล็กและบูรณาการ, การทดลองทางเทคโนโลยีของเครื่องวัดความเร่งได้ทําให้การประชาธิปไตยของเทคโนโลยีการตรวจจับ inertial.สร้างระบบสินค้าที่ครบถ้วนครอบคลุมการใช้งานแบบสมบูรณ์แบบ.
ปัจจุบันทิศทางการพัฒนาหลักของเครื่องวัดความเร่ง MEMS คือการลดเสียงและการเคลื่อนไหวของอุณหภูมิเพิ่มเติม การปรับปรุงความมั่นคงในระยะยาวและความสามารถปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมและสมดุลความแม่นยําสูงการปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผล MEMS และอัลกอริทึมการชําระค่าผิดพลาดเครื่องวัดความเร็ว MEMS ที่มีความสามารถสูง กําลังเข้าใกล้ระดับความแม่นยําของอุปกรณ์มืออาชีพแบบดั้งเดิม, และจะถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไร้คนขับ, การขับขี่ที่ฉลาด, การควบคุมความแม่นยําทางอุตสาหกรรม, การนําทางความแม่นยําสูงและสาขาที่สูงอื่น ๆ.
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!
