«Должны ли мы идти с MEMS или FOG?» - это вопрос, который я слышу больше всего, а не потому, что люди не знают спецификации. Что неясно, что на самом деле имеет значение на практике: это дрейф, шоковое сопротивление или просто бюджет? И слишком часто, неправильный звонок не терпит неудачу прямо - он терпит неудачу, пока не станет слишком поздно, чтобы восстановиться.
MEMS IMUS меньше, легче и более рентабельными, что делает их идеальными для систем, ограниченных пространством и властью. Туман, напротив, обеспечивает значительно лучшую стабильность смещения, более низкую дрейф и превосходную производительность в суровых или разбитых GNSS.
Компромисс не очевидны-пройдите через то, что действительно важно.
Оглавление
Как работают MEMS и туманные гироскопы?
Гироскопы MEMS измеряют движение, обнаруживая крошечные сдвиги в вибрирующей кремниевой структуре, например, ощущая, как вилка настройки колеблется при повороте. Они построены на микромасштабных чипах, что делает их компактными, энергоэффективными и доступными.
Туманные гироскопы , с другой стороны, полагаются на свет. Они посылают лазерные лучи через длинную катушку оптического волокна; Когда устройство вращается, лучи слегка смещаются из синхронизации - явление, называемое эффектом SAGNAC. Это позволяет туманам обнаружить вращение с исключительной точностью, нулевыми движущимися частями и экстремальной стабильностью с течением времени.
MEMS против FOG: Как выбрать правильный?
Выбор между MEMS и FOG не должен быть сложным - сосредоточив внимание на нескольких ключевых факторах производительности, вы можете быстро сузить правильное соответствие для вашего применения.
1. Точность
При оценке точности наиболее важными параметрами являются стабильность смещения и угол случайной ходьбы (ARW) . Ниже приводится сравнение продуктов Guidenav на основе этих ключевых метрик.
| Параметр | Мемс | ТУМАН |
|---|---|---|
| Устойчивость смещения (°/ч) | 0.05 ~ 3 | 0.003 ~ 0.5 |
| Угол случайный ход (°/√h) | 0.05 ~ 0.45 | 0.0002 ~ 0.02 |
2. Размер и вес
MEMS являются компактными и легкими для систем с ограниченными пространством, в то время как туман больше и тяжелее, подходит для высококачественных или фиксированных платформ.
3. энергопотребление
MEMS обычно потребляет менее 1 Вт, что делает их идеальными для батарейных и мобильных платформ. Напротив, FOG может потребовать более 10 Вт из-за их лазерных оптических систем и часто требует дополнительного теплового управления, основанного на сравнительных данных из портфеля продуктов Guidenav.
4. Долгосрочная стабильность
Закрытый туман предлагает превосходную долгосрочную точность и экологическую устойчивость, в то время как MEMS, хотя и продвигаясь в методах компенсации, все еще отстают от устойчивой стабильности.
5. Стоимость
MEMS являются рентабельными и подходящими для больших объемов применений, в то время как туман значительно более дороги и нацелены на высококлассных, критических рынках.
Имея в общих чертах основные различия в точности, форм-факторе, эффективности электроэнергии, долгосрочной стабильности и стоимости, в таблице ниже представлено комплексное сравнение бок о бок, чтобы поддержать более информированную оценку.
| Особенность | МЭМС ИДУ | ТУМАН ИДУ |
|---|---|---|
| Технология | Микромеханические датчики на основе кремния | Оптические гироскопы с использованием волоконных катушек и световых помех |
| Размер и форм -фактор | Очень компактный, подходящий для ограниченных космических конструкций | Более крупная форма из -за маршрутизации волокна и оптики |
| Точность | Умеренная точность для общего использования | Высокая точность, подходящая для критических систем |
| Расходы | Низкая стоимость, идеально подходит для производства объема | Значительно более высокая стоимость из -за сложности |
| Потребляемая мощность | Высокоэффективен с минимальным рисунком | Потребляет больше мощности, как правило, для высококлассного использования |
| Типичные применения | Дроны, носимые устройства, автомобильные, потребительские устройства | Защита, аэрокосмическая, морская, высококлассная промышленная |
| Принцип работы | Обнаруживает движение через вибрирующие массовые структуры | Использует эффект SAGNAC для обнаружения угловой скорости |
| Стабильность окружающей среды | Чувствительный к тепло и вибрации с течением времени | Высокий устойчивый к термическому дрейфу и механическому напряжению |
| Точный уровень | Адекватно для краткосрочной или вспомогательной навигации | Поддерживает заголовки субстраты в течение продолжительных периодов |
| Отзывчивость | Быстрый и отзывчивый в динамических системах | Стабильный ответ; немного медленнее, чем MEMS |
| Долговечность | Устойчивый, но менее стабильный в экстремальных условиях | Разработано для экстремальных, критически важных средств |
| Интеграционные усилия | Простое в интеграции с большинством платформ | Требуется тщательная настройка и выравнивание на уровне системы |
Может ли точность MEMS превзойти туман?
С точки зрения эксперта, FOG все еще ведет по точению , особенно с точки зрения стабильности смещения и низкого шума . Вот почему это остается выбором для высокой навигации .
Но технология MEMS быстро догоняет . Сегодняшние гироскопы MEMS тактического класса могут достичь:
- Нестабильность смещения всего 05 °/час
- Угол случайный ход вокруг 01 °/√hr
Это приближает их к туманам начального уровня , но в меньший, легкий и гораздо более дешевый форм-фактор.
В то время как туманы высшего уровня по-прежнему превосходят MEMS в ультра-преучить и долгосрочные варианты использования, современные MEM теперь достаточно точны для многих требовательных приложений, особенно когда размер, вес, мощность и стоимость .
Каковы реальные варианты использования для MEMS и FOG IMUS?
Выбор между MEMS и FOG в конечном итоге определяется тем, что должна противостоять системе - и сколько ошибок она может выдержать с течением времени. Ниже приводится разбивка того, где каждая технология вписывается в развертывание в реальном мире:
MEMS IMU варианты использования
MEMS IMUS оптимизированы для применений, где размер, вес, энергопотребление и эффективность затрат имеют приоритет над сверхвысокой точностью.
- Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)
Идеально подходит для беспилотных летательных аппаратов мелких и средних размеров, полагаемых на GNSS для коррекции - Потребительская и промышленная робототехника
, используемая для отслеживания движения, контроля баланса и обратной связи с ориентацией - Автомобильные системы (ADA, Dead Reckoning, стабилизация)
при слитых с GNSS или колесами колес - Носимые устройства и портативные
устройства в компактных устройствах с батарейным питанием
MEMS хорошо работает в системах, где доступна внешняя коррекция, а устойчивость к дрейфу приемлемо.
Туманные варианты использования
Туманные туманы выбираются там, где инерционная точность должна оставаться бескомпромиссной при стрессе, изоляции или расширенной продолжительности .
- Оборонная и военная платформы
тактическая навигация, стабилизация транспортных средств, ракеты и башня - Морские и подводные системы
с длительными судами, ROV и инерционной навигацией в рамках отключения GNSS - Космические и аэрокосмические приложения
запускают платформы, спутники и контроль космического корабля - с учетом и точным бурением
, которые требуют заголовка подростков с течением времени без сброса
FOG обеспечивает непрерывность миссии, где MEMS будет выходить за пределы приемлемых порогов.
В Guidenav мы предлагаем всеобъемлющий портфель как MEMS, так и Fog IMUS, предназначенного для удовлетворения разнообразных потребностей коммерческих, промышленных и оборонных приложений. Независимо от того, является ли приоритетом размер и эффективность или долгосрочная инерционная точность, мы предоставляем варианты, адаптированные для каждой конверты производительности.
Насколько дороже туман по сравнению с MEMS?
IMU на основе FOG, как правило, в 8-10 раз дороже, чем единицы на основе MEMS. Этот ценовой разрыв обусловлено:
- Дорогостоящие компоненты, такие как волокнистые катушки и интерферометрическая оптика
- Точная сборка, требующая плотных допусков и калибровки
- Производство с низким объемом, в отличие от MEMS, которые выигрывают от массового производства
Напротив, MEMS IMUS использует экономически эффективные кремниевые процессы и их легче масштабироваться, что приводит к ценам, часто ниже десятой цены тумана.
Как мне решить, нужен ли мне MEMS или FOG для моего проекта?
Это зависит от вашего приложения, необходимой точности и среды. В Guidenav мы предоставляем системы IMUS и INS на основе MEMS и FOG, начиная от компактных, экономически эффективных единиц до решений тактического класса.
Чтобы определить, какая сенсорная технология лучше всего соответствует вашему проекту, мы рекомендуем оценить следующие факторы:
- Детали приложения.
- Ключевые требования к производительности: (например, стабильность целевого смещения, динамический диапазон, условия окружающей среды и т. Д.)
Все еще не уверен? Поделитесь своими характеристиками - мы рекомендуем лучше всего подходить для вашей системы.
