وطن

المدونة

التطبيقات

  • Why the MG-502 MEMS Gyroscope is the “Hidden Eye” of Drone Attitude Control
    Why the MG-502 MEMS Gyroscope is the “Hidden Eye” of Drone Attitude Control Jul 21, 2025
    The MG-502 high-performance single-axis MEMS gyroscope features a maximum 12kHz data rate, adjustable bandwidth, and 24-bit output accuracy, making it an ideal choice for drone gimbal stabilization, attitude control, and inertial navigation systems.   In modern drone systems, flight attitude stability is a prerequisite for safe operation and mission execution. Whether facing turbulent airflow, sudden load changes, or aggressive maneuvers, the aircraft is constantly subjected to angular motions—pitch, roll, and yaw. Capturing and reacting to these dynamic changes demands a precise, high-speed sensor. This is where MEMS gyroscopes like the MG-502 step in as the silent but essential “sensory organ” of drones. Precision in a Single Axis: The Power of MG-502 Unlike traditional three-axis solutions, the MG-502 focuses on extreme precision along a single axis, making it ideal for integration into gimbals, stabilization platforms, and INS subsystems requiring highly accurate feedback in one rotational direction. Key features include: High-speed angular rate capture: With data output rates configurable up to 12,000 Hz, the MG-502 enables ultra-fast response to angular changes, making it capable of tracking rapid drone maneuvers without delay. 24-bit angular velocity output resolution: Combined with factory-calibrated scale factors, this ensures high-fidelity angular velocity data for flight control algorithms. Adjustable output bandwidth from 12.5 Hz to 800 Hz: This allows developers to fine-tune noise suppression and dynamic response depending on the application—be it smooth cinematic capture or agile flight stabilization. SPI interface with precise timing: MG-502 supports SPI Mode 3 communication, allowing reliable real-time integration with flight control units. Built for Real-World Integration The MG-502 isn't just about internal specs—it’s built with system-level integration in mind: Compact 48-pin ceramic package: Easily mounted on PCBs with minimized signal interference, the sensor supports robust layout for anti-vibration and EMI-sensitive designs. Power-efficient operation: With a 5V input and average current of ~35mA, it matches well with UAV power budgets, including those of long-endurance drones. Configurable sync options: Developers can choose between internal timing or external synchronization signals to align data output with system-wide sensor fusion cycles—ideal for time-critical navigation applications. Applications: Stability Engineered for Critical Tasks Drones equipped with the MG-502 gain a significant edge in: Gimbal stabilizationReal-time angular velocity output helps drive precise counter-rotation in brushless motors, effectively cancelling platform vibration and improving image clarity. Inertial navigation backupWhen GPS signal fails, the MG-502’s high data fidelity feeds into strapdown INS algorithms, aiding short-term dead reckoning navigation. Flight attitude loopIntegrated into the main flight controller, the MG-502 provides essential feedback for PID controllers to maintain roll/pitch/yaw stability under unpredictable conditions. Final Thoughts While three-axis MEMS gyros dominate the headlines, sometimes one axis is all you need—if it’s precise enough. The MG-502 high-precision single-axis MEMS gyroscope brings together ultra-fast data response, configurable bandwidth, and industrial-grade reliability. It is the perfect choice for drone engineers seeking ultimate control fidelity along a critical axis.   In the fight against gravity and chaos, the MG-502 doesn’t just measure rotation—it defines stability.
  • Applications of Fiber Optic Gyroscope: Enhancing Navigation and Orientation Precision
    Applications of Fiber Optic Gyroscope: Enhancing Navigation and Orientation Precision Jun 30, 2025
    Explore key applications of fiber optic gyroscopes in land navigation, aerospace, marine systems, and drilling. Discover how the G-F70ZK high-precision gyroscope enhances orientation accuracy for inertial navigation and vehicle-mounted north-seeking systems. Introduction Fiber Optic Gyroscopes (FOGs) have revolutionized the field of inertial navigation by offering a reliable, all-solid-state alternative to traditional mechanical gyros. These devices operate based on the Sagnac effect, using the interference of light within a coil of optical fiber to detect angular velocity with high precision. Due to their robustness, high sensitivity, and immunity to environmental factors, FOGs are increasingly used in applications that require accurate orientation, heading, and angular rate sensing. Key Applications of Fiber Optic Gyroscopes 1. Land Navigation and Vehicle Orientation FOGs are widely employed in land-based platforms such as military vehicles, autonomous cars, and robotic systems. Their ability to provide accurate heading information without relying on GPS signals makes them essential for GPS-denied environments. The G-F70ZK series, for example, offers excellent zero bias stability (≤0.03°/hr for G-F70ZK-B), making it ideal for precision vehicle-mounted north-seeking applications. 2. Airborne Attitude and Navigation Systems Aerospace applications demand high reliability and rapid response from orientation systems. FOGs provide stable data on aircraft attitude and heading, even during high-speed maneuvers or turbulent flight conditions. The G-F70ZK gyroscope features a dynamic range of ±500°/s and can operate in harsh vibration and temperature conditions (−40°C to +70°C), ensuring consistent performance in airborne systems. 3. Marine Navigation and Gyrocompasses In maritime environments, FOGs are used in gyrocompasses and dynamic positioning systems for ships and submarines. These gyroscopes maintain heading accuracy without magnetic interference, crucial for navigation in polar regions or near large metal structures. With magnetic field sensitivity as low as ≤0.02°/hr/Gs, the G-F70ZK ensures stable operation in marine navigation systems. 4. Oil and Gas Exploration Borehole survey systems and Measurement While Drilling (MWD) tools use FOGs to maintain directional accuracy underground. Due to their compact size, high shock tolerance (30g peak acceleration), and vibration resistance (4.2g, 20–2000Hz), the G-F70ZK is particularly suited for high-stress drilling environments. 5. Space Applications FOGs are also crucial in satellites and spacecraft for attitude determination and control. Their no-moving-part design enhances durability and reduces maintenance, which is essential for long-duration missions. The high thermal stability and full-temperature scale factor repeatability of the G-F70ZK (≤200 ppm) make it a strong candidate for spaceborne navigation systems. Highlighting the G-F70ZK Fiber Optic Gyroscope Produced by Micro-Magic Inc., the G-F70ZK is a single-axis medium and high-precision fiber optic gyroscope designed for demanding inertial navigation systems. It supports RS-422 bi-directional communication, has a random walk coefficient as low as ≤0.003°/√hr, and maintains excellent performance even under mechanical shock and vibration. Key Specifications: Parameter G-F70ZK-A G-F70ZK-B Zero Bias Stability ≤0.05°/hr ≤0.03°/hr Zero Bias Repeatability ≤0.02°/hr ≤0.02°/hr Random Walk Coefficient ≤0.005°/√hr ≤0.003°/√hr Dynamic Range ±500°/s ±500°/s Operating Temperature −40°C ~ +70°C −40°C ~ +70°C With its compact outline, rugged design, and advanced signal processing (32-bit gyro data, 14-bit temperature data), the G-F70ZK is a top choice for high-performance navigation applications. 📞 Contact Micro-Magic Inc.:Website: www.memsmag.comEmail: sales@memsmag.comWhatsApp: +8618151836753 Conclusion Fiber Optic Gyroscopes are indispensable across industries where precision orientation and reliable inertial data are critical. With advanced solutions like the G-F70ZK, applications from land navigation to space exploration benefit from enhanced accuracy, robustness, and operational range. As autonomous systems and smart navigation continue to expand, FOGs will remain at the forefront of inertial sensing technology. G-F3G90 G-F2X64 G-F70ZKH  
  • Understanding Fiber Optic Gyroscope: How It Works
    Understanding Fiber Optic Gyroscope: How It Works Jun 20, 2025
    Discover how fiber optic gyroscopes (FOGs) work using the Sagnac effect, their key features, and applications in aerospace, autonomous vehicles, and more. Learn why FOGs are revolutionizing navigation technology. Fiber optic gyroscopes (FOGs) have become a vital component in a wide range of industries, from aerospace to automotive and even in consumer electronics. These devices are used to measure angular velocity, providing critical data for navigation and control systems. But how do they work? In this blog post, we'll dive into the inner workings of fiber optic gyroscopes and explore their significance. What is a Fiber Optic Gyroscope? A fiber optic gyroscope is a type of gyroscope that uses the interference of light traveling through optical fibers to detect rotational movements. Unlike traditional mechanical gyroscopes, which rely on rotating mass, fiber optic gyroscopes use light as the medium to measure rotational changes, offering higher precision and reliability. These gyroscopes are compact, durable, and ideal for high-precision applications. The Working Principle of a Fiber Optic Gyroscope At the heart of a fiber optic gyroscope is a concept called the Sagnac effect, which is key to understanding how these devices work. Here’s a step-by-step breakdown: 1. Light Splitting: A laser beam is split into two separate beams that travel in opposite directions around a coil of optical fiber. The optical fiber is typically wound into a coil to increase the distance the light travels, thereby enhancing sensitivity. 2. Rotation and Phase Shift: When the gyroscope is rotated, one of the beams of light travels slightly faster in the direction of rotation, while the other beam travels slower in the opposite direction. This causes a phase shift between the two light beams. The faster-moving beam is delayed, and the slower-moving beam is accelerated. 3. Interference: After the light beams travel around the coil and return to the detector, the phase shift results in interference between the two beams. The degree of this interference is proportional to the rate of rotation of the gyroscope. 4. Measurement: The interference pattern is detected by a photodetector, which converts it into an electrical signal. This signal is then processed to determine the angular velocity or rate of rotation of the gyroscope. The greater the phase shift, the faster the rotation. Key Features of Fiber Optic Gyroscopes 1. Precision and Sensitivity: Fiber optic gyroscopes are highly sensitive, capable of measuring very small changes in angular velocity with great precision. This makes them ideal for applications requiring fine navigation and control. 2. No Moving Parts: Unlike mechanical gyroscopes, which rely on moving components, fiber optic gyroscopes have no moving parts. This enhances their reliability and reduces the potential for wear and tear over time. 3. High Durability: The lack of mechanical parts makes fiber optic gyroscopes highly durable and resistant to shock and vibration, making them ideal for use in demanding environments like aerospace and military applications. 4. Compact Design: Fiber optic gyroscopes are generally smaller and lighter than traditional gyroscopes, making them suitable for use in applications where size and weight are critical factors. Applications of Fiber Optic Gyroscopes The versatility and accuracy of fiber optic gyroscopes make them essential in many fields: 1. Aerospace: FOGs are extensively used in aircraft and spacecraft for navigation and control systems. They help in maintaining stability, direction, and altitude, especially in GPS-denied environments. 2. Autonomous Vehicles: Fiber optic gyroscopes play a crucial role in the navigation systems of self-driving cars and robots, helping them to maintain precise positioning and orientation. 3. Marine Navigation: In submarines and ships, FOGs are used to provide precise heading and positioning data in situations where traditional navigation systems may not work effectively. 4. Military: FOGs are vital for tactical navigation systems, where high accuracy and reliability are essential for the success of military operations. 5. Consumer Electronics: FOGs are also finding their way into consumer products like gaming devices, camera stabilization systems, and even virtual reality equipment. Typical Product Parameters and Applications Take the G series fiber optic gyroscope as an example: G-F50 accuracy: 0.1 - 0.3°/h G-F60 accuracy: 0.05 - 0.2°/h The application fields include: small IMUs, INS, missile guidance head servo tracking, photoelectric pods, unmanned aircraft, etc. These products demonstrate the extensive application prospects of fiber optic gyroscopes in both military and civilian field Conclusion Fiber optic gyroscopes represent a significant advancement in rotational measurement technology. By using light instead of mechanical components, they offer superior precision, reliability, and durability. As industries continue to require more accurate and compact navigation solutions, the role of fiber optic gyroscopes will only continue to grow, enabling advancements in everything from autonomous vehicles to aerospace engineering.   Next time you hear about a self-driving car, an aircraft, or any high-tech navigation system, there’s a good chance that a fiber optic gyroscope is helping ensure smooth, precise movement. Understanding how these devices work gives us insight into the sophisticated technologies that make our modern world function more effectively.   G-F50 Whatever you needs, Micro-Magic is at your side. G-F120 Whatever you needs, Micro-Magic is at your side. G-F60 Whatever you needs, Micro-Magic is at your side.    
  • Demystifying Tactical-Grade Fiber Optic Gyroscopes Principles, Applications, and Market Prospects
    Demystifying Tactical-Grade Fiber Optic Gyroscopes Principles, Applications, and Market Prospects May 14, 2025
    Explore the working principles, military/civilian applications, and market prospects of tactical-grade fiber optic gyroscopes (FOGs). Learn about top products like GF-3G70 and GF-3G90, and discover their role in aerospace, UAVs, and more. 1. Introduction In the field of modern inertial navigation, Fiber Optic Gyroscopes (FOGs) have become one of the mainstream devices due to their unique advantages. Today, we will delve into the working principles, current market status, and typical product applications of this technology, with a special focus on the performance characteristics of tactical-grade fiber optic gyroscopes. 2. Working Principles of Fiber Optic Gyroscopes A fiber optic gyroscope is an all-solid-state fiber optic sensor based on the Sagnac effect. Its core component is a fiber optic coil, where light emitted by a laser diode propagates in two directions along the coil. When the system rotates, the propagation paths of the two light beams produce a difference. By measuring this optical path difference, the angular displacement of the sensitive component can be precisely determined. Simply put, imagine emitting two beams of light in opposite directions on a circular track. When the track is stationary, the two beams will return to the starting point simultaneously. However, if the track rotates, the light moving against the rotation direction will "travel a longer distance" than the other beam. The fiber optic gyroscope calculates the rotation angle by measuring this minute difference. 3. Technical Classification and Market Status Based on their working methods, fiber optic gyroscopes can be divided into: Interferometric Fiber Optic Gyroscope (I-FOG) Resonant Fiber Optic Gyroscope (R-FOG) Brillouin Scattering Fiber Optic Gyroscope (B-FOG) In terms of accuracy levels, they include: Low-end tactical gradeHigh-end tactical gradeNavigation gradePrecision grade Currently, the fiber optic gyroscope market exhibits dual-use characteristics for military and civilian applications: Military applications: Attitude control for fighter jets/missiles, tank navigation, submarine heading measurement, etc. Civilian applications: Car/aircraft navigation, bridge measurement, oil drilling, etc. It is worth noting that medium-to-high precision fiber optic gyroscopes are primarily used in high-end military equipment such as aerospace, while low-cost, low-precision products are widely applied in civilian fields like oil exploration, agricultural aircraft attitude control, and robotics. 4. Technical Challenges and Development Trends The key to achieving high-precision fiber optic gyroscopes lies in: 1. Studying the impact of optical devices and physical environments on performance. 2. Suppressing relative intensity noise. With the advancement of optoelectronic integration technology and specialty optical fibers, fiber optic gyroscopes are rapidly developing toward miniaturization and cost reduction. Integrated, high-precision, and miniaturized fiber optic gyroscopes will become the mainstream in the future. 5. Recommended Tactical-Grade Fiber Optic Gyroscope Products Taking Micro-Magic Company's products as an example, their tactical-grade fiber optic gyroscopes are characterized by medium precision, low cost, and long lifespan, offering significant price advantages in the market. Below are two popular products: GF-3G70 Performance Characteristics:Bias stability: 0.02~0.05°/h Typical Applications:Electro-optical pods/flight control platformsInertial Navigation Systems (INS)/Inertial Measurement Units (IMU)Platform stabilization devicesPositioning systemsNorth seekers GF-3G90 Performance Characteristics:Higher bias stability: 0.006~0.015°/hLong lifespan, high reliability Typical Applications:UAV flight controlMapping and orbital inertial measurementElectro-optical podsPlatform stabilizers 6. Conclusion Fiber optic gyroscope technology holds significant strategic importance for a country's industrial, defense, and technological development. With technological advancements and the expansion of application scenarios, fiber optic gyroscopes will play a critical role in more fields. Tactical-grade products, with their excellent cost-performance ratio, are gaining widespread application in both military and civilian markets. G-F3G70 Tri-Axis Fiber Optic Gyroscope G-F70ZK Medium and High Precision  Fiber Optic Gyroscope G-F3G90 Tri-Axis Fiber Optic Gyroscope --
  • Mechanical performance of gyroscope: the most important parameter
    Mechanical performance of gyroscope: the most important parameter Mar 24, 2025
    Key Points Product: High-Performance Gyroscopes Features: Accurate rotation rate measurement with low bias Compensation for temperature and vibration errors Zero bias stability as a key performance indicator Vibration sensitivity (g-sensitivity and g2-sensitivity) impacts performance Applications: Aerospace, automotive, industrial, and consumer electronics Advantages: High precision with temperature and vibration compensation Improved stability with multiple device averaging Anti-vibration components enhance performance Limitations: Vibration sensitivity is a major error source Zero bias stability may only be achievable in ideal conditions Mechanical impacts can affect performance   Summary: When choosing a gyroscope, it is necessary to consider minimizing the maximum error source. In most applications, vibration sensitivity is the largest source of error. Other parameters can be easily improved by calibration or taking the average of multiple sensors. Zero bias stability is one of the components with a smaller error budget.   When browsing high-performance gyroscope data manuals, the first element that most system designers focus on is the zero bias stability specification. After all, it describes the lower limit of the resolution of the gyroscope and is naturally the best indicator reflecting the performance of the gyroscope! However, actual gyroscopes may experience errors due to various reasons, making it impossible for users to obtain the high zero bias stability claimed in the data manual. Indeed, such high performance may only be achieved in the laboratory. The traditional method is to use compensation to minimize the impact of these error sources to the greatest extent possible. This article will discuss various such technologies and their limitations. Finally, we will discuss another alternative paradigm - selecting gyroscopes based on their mechanical performance and how to improve their bias stability if necessary.   Environmental error All mid to low price MEMS gyroscopes have a certain time zero bias and scaling factor error, and also undergo certain changes with temperature. Therefore, temperature compensation for gyroscopes is a common practice. Generally speaking, the purpose of integrating temperature sensors into gyroscopes is for this purpose. The absolute accuracy of the temperature sensor is not important, what is important is repeatability and the close coupling between the temperature sensor and the actual temperature of the gyroscope. The temperature sensor of modern gyroscopes can almost effortlessly meet these requirements.   Many techniques can be used for temperature compensation, such as polynomial curve fitting, piecewise linear approximation, etc. As long as a sufficient number of temperature points are recorded and sufficient measures are taken during the calibration process, the specific technique used is irrelevant. For example, insufficient storage time at each temperature is a common source of error. However, no matter what technology is used or how careful, temperature hysteresis - the difference in output between cooling and heating to a specific temperature - will be the limiting factor.   The temperature hysteresis loop of gyroscope ADXRS453 is shown in Figure 1. The temperature changes from+25 ° C to+130 ° C, then to -45 ° C, and finally back to+25 ° C, while recording the zero bias measurement results of the uncompensated gyroscope. There is a slight difference in the+25 ° C zero bias output between the heating cycle and the cooling cycle (approximately 0.2 °/s in this example), which is known as temperature hysteresis. This error cannot be eliminated through compensation, as it will occur regardless of whether the gyroscope is powered on or not. In addition, the magnitude of hysteresis is proportional to the amount of temperature "excitation" applied. That is to say, the wider the temperature range applied to the device, the greater the hysteresis. Figure 1. Zero bias output of uncompensated ADXRS453 during temperature cycling (-45 ° C to+130 ° C) If the application allows resetting the zero bias at startup (i.e. starting without rotation), or zeroing the zero bias on site, this error can be ignored. Otherwise, this may be a limiting factor for zero bias stability performance, as we cannot control transportation or storage conditions.   Anti-vibration In an ideal situation, a gyroscope only measures the rotation rate and has nothing else to do with it. However, in practical applications, due to asymmetric mechanical design and/or insufficient precision in microfabrication, all gyroscopes have a certain degree of acceleration sensitivity. In fact, acceleration sensitivity has various external manifestations, and its severity varies depending on the design. The most significant sensitivity is usually the sensitivity to linear acceleration (or g-sensitivity) and the sensitivity to vibration correction (or g2 sensitivity). Due to the fact that most gyroscopes are used in devices that move and/or rotate in a 1g gravity field around the Earth, sensitivity to acceleration is often the largest source of error.   Low cost gyroscopes generally adopt extremely simple and compact mechanical system designs, and their anti vibration performance has not been optimized (it optimizes cost), so vibration may cause serious impacts. It is not surprising that the g sensitivity is above 1000 °/h/g (or 0.3 °/s/g), which is more than 10 times higher than that of high-performance gyroscopes! For this type of gyroscope, the stability of zero bias is of little significance. A slight rotation of the gyroscope in the Earth's gravity field can cause significant errors due to its sensitivity to g and g2. Generally speaking, this type of gyroscope does not specify vibration sensitivity - it defaults to very high.   Some designers attempt to use external accelerometers to compensate for g-sensitivity (usually in IMU applications where the required accelerometer already exists), which can indeed improve performance in certain situations. However, due to various reasons, g sensitivity compensation cannot achieve complete success. The g-sensitivity of most gyroscopes varies with the frequency of vibration. Figure 2 shows the response of Silicon Sensing CRG20-01 gyroscope to vibration. Note that although the sensitivity of the gyroscope is within the rated specification range (slightly exceeding at some specific frequencies, which may not be important), the rate of change from DC to 100 Hz is 12:1, so calibration cannot be simply performed by measuring the sensitivity at DC. Indeed, the compensation plan will be very complex, requiring sensitivity to be changed according to frequency. Figure 2. g-sensitivity response of Silicon Sensing CRG20-01 to different sine tones Another difficulty is to match the phase response of the compensating accelerometer and gyroscope. If the phase response of the gyroscope and compensating accelerometer is not well matched, high-frequency vibration errors may actually be amplified! From this, another conclusion can be drawn: for most gyroscopes, g-sensitivity compensation is only effective at low frequencies. Vibration calibration is often not regulated, possibly due to embarrassing differences or significant differences between different components. It is also possible that it is simply because gyroscope manufacturers are unwilling to test or regulate (to be fair, testing may be difficult). Anyway, vibration correction must be taken into consideration as it cannot be compensated by an accelerometer. Unlike the response of an accelerometer, the output error of a gyroscope will be corrected.   The most common strategy to improve the sensitivity of g2 is to add a mechanical anti vibration component, as shown in Figure 3. The picture shows a Panasonic car gyroscope partially removed from the metal cap shell package. The gyroscope component is isolated from the metal cap by a rubber anti vibration component. Anti vibration components are very difficult to design because their response is not flat over a wide frequency range (especially poor at low frequencies), and their damping characteristics vary with temperature and usage time. Like sensitivity, the vibration correction response of a gyroscope may vary with frequency. Even if anti vibration components can be successfully designed to attenuate narrowband vibrations in a known frequency spectrum, such anti vibration components are not suitable for general applications where wideband vibrations may exist. Figure 3. Typical anti vibration components The main problems caused by mechanical abuse In many applications, routine short-term abuse events may occur, which, although not causing damage to the gyroscope, can result in significant errors. Here are a few examples. Some gyroscopes can withstand rate overload without exhibiting abnormal performance. Figure 4 shows the response of the Silicon Sensing CRG20 gyroscope to rate inputs that exceed the rated range by approximately 70%. The curve on the left shows the response of CRS20 when the rotation rate changes from 0 °/s to 500 °/s and remains constant. The curve on the right shows the response of the device when the input rate decreases from 500 °/s to 0 °/s. When the input rate exceeds the rated measurement range, the output oscillates randomly between tracks. Figure 4. Response of Silicon Sensing CRG-20 to 500 °/s rate input     Some gyroscopes exhibit a tendency to 'lock' even when subjected to impacts of only a few hundred grams. For example, Figure 5 shows the response of VTI SCR1100-D04 to a 250 g 0.5 ms impact (the method of generating the impact is to drop a 5 mm steel ball from a height of 40 cm onto the PCB next to the gyroscope). The gyroscope was not damaged due to impact, but it no longer responds to rate input and needs to be turned off and powered on again to restart. This is not a rare phenomenon, as various gyroscopes exhibit similar behavior. It is wise to check whether the proposed gyroscope can withstand the impact in the application. Figure 5. Response of VTI SCR1100-D04 to 250 g, 0.5 ms impact Obviously, such errors will be astonishingly large. Therefore, it is necessary to carefully identify potential abuse situations in a given application and verify whether the gyroscope can withstand them.   Selecting a new paradigm In error budgeting, zero bias stability is one of the smallest components, so when choosing a gyroscope, a more reasonable approach is to consider minimizing the maximum error source. In most applications, vibration sensitivity is the largest source of error. However, sometimes users may still desire lower noise or better zero bias stability than the selected gyroscope. Fortunately, we have a way to solve this problem, which is to take the average.   Unlike design related environmental or vibration errors, the zero bias stability error of most gyroscopes has noise characteristics. That is to say, the zero bias stability of different devices is not correlated. Therefore, we can improve the zero bias stability performance by taking the average of multiple devices. If n devices are averaged, the expected improvement is √ n. Broadband noise can also be improved by a similar averaging method.   Conclusion For a long time, zero bias stability has been regarded as the absolute standard for gyroscope specifications, but in practical applications, vibration sensitivity is often a more serious factor limiting performance. Choosing a gyroscope based on its anti-vibration capability is reasonable, as other parameters can be easily improved through calibration or averaging multiple sensors.   Appendix: Calculation of Errors Caused by Vibration To calculate the error caused by vibration in a given application, it is necessary to understand the expected amplitude of acceleration and the frequency at which this acceleration may occur. l  Running typically produces a peak of 2 grams, accounting for approximately 4% of the time. l  The vibration of the helicopter is quite stable. Most helicopter specifications are 0.4 g wideband vibration and 100% duty cycle. l  Ships (especially small boats) on turbulent waters can tilt up to ± 30 ° (producing ± 0.5 g of vibration). The duty cycle can be assumed to be 20%. l  For construction equipment such as leveling machines and front-end loaders, as long as their blades or buckets hit stones, they will produce a high g (50 g) and brief impact. The typical duty cycle value is 1%.   When calculating the error caused by vibration, it is necessary to consider the sensitivity of g and g2. Taking helicopter application as an example, the calculation is as follows: Error=[g sensitivity error]+[g2 sensitivity error] =[0.4 g x g sensitivity x 3600 s/h x 100%]+ [(0.4 g) 2 × g2 sensitivity × 3600 s/h × 100%] If the sensitivity of g is compensated by an accelerometer, only the sensitivity of g decreases, and the decrease is the compensation coefficient.   MG502 MG-502 HIGH PRECISION MEMS SINGLE AXIS GYROSCOPES   --
  • Analysis of Precision Index of Fiber Optic Gyroscope
    Analysis of Precision Index of Fiber Optic Gyroscope Mar 21, 2025
    Key Points Product: Fiber Optic Gyroscopes (FOGs) Features: • Highly accurate sensor for measuring angular velocity • Low bias stability (≤0.2 °/h), ensuring high measurement accuracy • Low random walk (ARW) for stable output over time (e.g., 0.001°/√h) • Scale factor accuracy (e.g., 10 ppm) with minimal deviation from actual rotation • Sensitive to temperature, vibration, and light source changes Applications: • Aviation: Provides accurate position, velocity, and attitude data for aircraft • Navigation: Assists in guidance and positioning systems • Seismic Research: Monitors rotational movement during earthquake studies • Military: Used in missile and bomb guidance systems Advantages: • High precision and stability • Low power consumption, easy installation and maintenance • Reliable in dynamic environments with minimal drift and noise • Versatile in various applications requiring precision angular velocity measurement     Fiber optic gyroscopes (FOGs) are highly accurate sensors used to measure angular velocity. They are widely used in fields such as aviation, navigation, and seismic research due to their high precision, sensitivity, and excellent stability. Its core accuracy indicators, including zero bias drift, random walk, and angle measurement error, are the key to evaluating its performance. Detailed explanation of core accuracy indicators Fiber optic gyroscope uses optical fibers as sensing elements to achieve accurate measurement of rotational angular velocity. Its accuracy performance can be comprehensively evaluated through the following three indicators:   (1)    Bias Stability (Drift Rate)   This indicator reflects the output accuracy of the gyroscope in a non rotating state, usually measured by a benchmark accuracy. The zero bias drift of fiber optic gyroscope is extremely low, generally not exceeding 0.2 °/h, ensuring high measurement accuracy.   (2)    Random Walk (Angular Random Walk, ARW)   This indicator measures the stability of the gyroscope output value over a period of time. typically measured in degrees per square root hour (°/√h). For example, the FOG has an ARW of 0.001°/√h. This means that the noise in the gyroscope's output accumulates at a rate of 0.001 degrees per square root of the operating time. (3)     Scale Factor Accuracy   The scale factor accuracy indicates how well the gyroscope's output corresponds to the actual angular velocity. It is usually expressed as a percentage error. For example, The FOG has a scale factor accuracy of 10 ppm (parts per million)**. This means that for every degree per second (°/s) of actual rotation, the gyroscope's output may deviate by up to 0.001%.   Analysis of Factors Affecting Accuracy The accuracy of fiber optic gyroscopes is influenced by various external factors: (1)    Temperature: The sensitive components of fiber optic gyroscopes are sensitive to changes in ambient temperature, which may lead to zero bias drift or increased angle measurement errors. (2)    Vibration: Environmental vibrations can have adverse effects on the accuracy of fiber optic gyroscopes, potentially leading to unstable output values. (3)   Light source: Changes in parameters such as power and wavelength of the light source may also affect the output value of the fiber optic gyroscope, thereby affecting its accuracy. Example of G-F3G70 manufactured by Micro-Magic the G-F3G70 fiber optic gyroscope inertial group is designed for medium and high precision application backgrounds. It adopts three-axis common technology and split design, with low cost and stable performance. The structure adopts optical path and circuit integrated packaging, with simple structure and easy installation. It can be used in navigation guidance, attitude measurement and control systems of small missiles and guided bombs. Main performance index of the fiber-optic gyroscope   G-F3G70-A G-F3G70-B G-F3G70-C Unit zero bias stability ≤0.050 (10s) ≤0.03 (10s ) ≤0.02 (10s) (°)/h Zero bias stability full temperature (1℃/min, 100s ) ≤0.15 ≤0.12 ≤0.10 (°)/h Zero bias repeatability ≤0.050 ≤0.03 ≤0.03 (°)/h Random walk coefficient ≤0.002 ≤0.002 ≤0.001 (º)/h1/2 Scale factor nonlinearity ≤20 ppm Scale factor asymmetry ≤20 ppm Scale factor repeatability ≤20 ppm Conclusion With its high precision advantage, fiber optic gyroscopes have been widely used in fields such as aviation, navigation, and earthquake research. For example, in aircraft, fiber optic gyroscopes can accurately determine the position, velocity, and attitude of the aircraft, ensuring stable and precise flight direction. In summary, as a high-precision measurement device, the performance of fiber optic gyroscope is affected by various factors, but it still shows great potential and value in various fields of application.       G-F3G70 Affordable price Dynamic Range 400 Deg/S Optic Fiber Gyroscopes China Leading Supplier    
  • Testing Methods for Several Key Indicators of Fiber Optic Gyroscope | Zero Bias Stability, Scale Factor Nonlinearity & RWC Analysis
    Testing Methods for Several Key Indicators of Fiber Optic Gyroscope | Zero Bias Stability, Scale Factor Nonlinearity & RWC Analysis Mar 21, 2025
    Explore comprehensive testing methods for fiber optic gyroscope key indicators, including zero bias stability, scale factor nonlinearity, and random walk coefficient (RWC). Learn step-by-step procedures, formulas, and equipment requirements for precision navigation and attitude control applications. Fiber optic gyroscope is based on Sagna effect and is widely used for measuring angular velocity in navigation and attitude control. Key indicators typically include zero bias stability, scaling factor, random walk, bandwidth, noise, temperature characteristics, and so on. By measuring these indicators, the performance of fiber optic gyroscopes can be comprehensively evaluated, and system design and compensation algorithms can be optimized based on these data.   1. Zero Bias Series Testing 1.1 Bias Definition: The average equivalent angular velocity output of a fiber optic gyroscope when there is no angular velocity input. Test Equipment: horizontal reference device, fiber optic gyroscope output measurement recording device. Test method: Fix the fiber optic gyroscope on a horizontal reference, with the input axis (IRA) pointing in the east-west direction. Record output data for at least 1 hour after power on, with a sampling frequency that meets the Nyquist criterion (≥ 2 times the highest frequency of the signal). Calculation formula:                 Where K is the scaling factor, is the average output value.   1.2 Bias Stability Definition: The degree of dispersion of zero bias output around the mean reflects short-term stability. Test method: Same as bias test, but requires long-term data recording (at least 1 hour). Calculation formula:                   where:  : Zero bias stability, measured in degrees per hour (° ⁄ h) :  The single-sided amplitude output of the fiber optic gyroscope  at time .   1.3 Bias Repeatability Definition: Perform multiple power tests to ensure consistency of zero bias. Test method: Repeat the zero-bias test for more than 6 times, with power off and cooling to room temperature at intervals between each test. Calculation formula: For each test data, process it according to formula (1), calculate the zero bias, and then calculate the zero-bias repeatability of Q tests according to the following formula.                        Where,   :  Zero bias of the i-th test; :  Zero bias   1.4 Bias Temperature Sensitivity Definition: Zero bias drift caused by temperature changes. Test method: Set different temperature points (covering the working temperature range) inside the temperature control box, and maintain a constant temperature for 30 minutes at each temperature point. Measure the zero bias at each temperature point and calculate the deviation from the room temperature zero bias. Calculation formula: The test data is processed according to formula (1), and the zero bias of the fiber optic gyroscope at room temperature and each test temperature point is calculated separately. The zero bias temperature sensitivity of the fiber optic gyroscope is calculated according to the following formula:                             :The i-th test temperature.  :room temperature   2. Scale Factor Series Testing 2.1  Scale Factor Definition: Linear proportional relationship between output signal and input angular velocity Test equipment: high-precision rate turntable (error<1/3 of the tested gyroscope index) Test method: Select ≥ 11 angular velocity points (including the maximum input angular velocity) uniformly in both forward and reverse directions. Record the mean output of each point and fit a straight line using the least squares method. Calculation formula: Let be the average output of the fiber optic gyroscope at the jth input angular velocity, and the scaling factor calculation method is as follows:                                               The linear model for establishing the input-output relationship of fiber optic gyroscope is as follows:                     Using the least squares method to calculate K,                               Where ∅ is the rotational speed of the speed turntable, measured in degrees per second (° ⁄ s)   2.2 Scale factor nonlinearity Definition: Output the maximum deviation relative to the fitted line. Calculation formula: According to the above method, the input-output relationship of the fiber optic gyroscope is represented by fitting a straight line as follows:               Calculate the point-by-point nonlinear deviation of the output characteristics of the fiber optic gyroscope according to the following formula:                   Calculate the scaling factor linearity according to the following formula, and create the nonlinear deviation curve of the fiber optic gyroscope output (the horizontal axis represents the input angular velocity, and the vertical axis represents the nonlinear deviation)                   2.3 Scale factor temperature sensitivity Test method: Test the scaling factor at different temperature points and calculate the deviation caused by temperature changes. Calculation formula: The test data is processed according to the calculation method of scale factor, and the scale factor of the fiber optic gyroscope at room temperature and each test temperature point is calculated separately. The temperature sensitivity of the scale factor is calculated according to the following formula:                 3. Random Walk Coefficient (RWC) Definition: Integral angular velocity error caused by white noise output. Test method: Short time (tens of seconds) high-frequency sampling, analyze Allan variance. Formula for calculating Allan variance: a) There are n initial sample data of fiber optic gyroscope output values obtained at the initial sampling interval time . According to the calculation formula for gyroscope zero bias, the output angular velocity of each fiber optic gyroscope output value is calculated to obtain the initial sample data of output angular velocity, as shown in the following formula:               b) For continuous data of n initial samples, k continuous data are grouped together, and the time length of the array is set to , where τ equals , 2 ,  Calculate the average value of the array data for each time length. c) Find the average difference between two adjacent arrays:           d) Calculate the variance of a set of random variables:   …… (17) Repeat the above process with different values of, and obtain a curve in the double logarithmic coordinate system, which is called the Allan variance curve. Using the Allan variance model below, the coefficients are obtained through least squares fitting, and then the random walk coefficient RWC is calculated:                   Conclusion: The key indicator testing of fiber optic gyroscope is a bridge connecting research and development with practical applications. By quantitatively verifying performance, ensuring reliability, and meeting standard compliance, it ensures its "precision, stability, and usability" in military and civilian high-precision fields, while laying the foundation for technological innovation and cost optimization. GF2X64 Dual-Axis Low Precision Fiber Optic Gyroscope GF-60 Medium and Low Precision  Fiber Optic Gyroscope GF3G90 Tri-Axis Fiber Optic Gyroscope    
  • لماذا يسمى جيروسكوب الألياف البصرية؟
    لماذا يسمى جيروسكوب الألياف البصرية؟ Jan 14, 2025
    النقاط الرئيسيةالمنتج: جيروسكوب الألياف البصرية (FOG)الميزات الرئيسية:المكونات: مستشعر الحالة الصلبة يستخدم الألياف الضوئية لإجراء قياسات دقيقة للقصور الذاتي.الوظيفة: يعزز تأثير SAGNAC من أجل استشعار دقيق للمعدل الزاوي دون تحريك الأجزاء.التطبيقات: مناسبة لوحدات IMU، وINS، والباحثين عن الصواريخ، والطائرات بدون طيار، والروبوتات.دمج البيانات: يجمع بيانات FOG مع المراجع الخارجية لتعزيز الدقة والاستقرار.الاستنتاج: توفر الضباب الضبابي دقة وموثوقية عالية في المهام الملاحية، مع تطورات مستقبلية واعدة في مختلف القطاعات.مثل الجيروسكوب الليزري الحلقي، يتميز الجيروسكوب الليفي البصري بمزايا عدم وجود أجزاء متحركة ميكانيكية، وعدم وجود وقت للتسخين المسبق، والتسارع غير الحساس، والنطاق الديناميكي الواسع، والإخراج الرقمي والحجم الصغير. بالإضافة إلى ذلك، يتغلب جيروسكوب الألياف الضوئية أيضًا على أوجه القصور القاتلة في جيروسكوب الليزر الحلقي مثل التكلفة العالية وظاهرة الحجب.جيروسكوب الألياف الضوئية هو نوع من أجهزة استشعار الألياف الضوئية المستخدمة في الملاحة بالقصور الذاتي.لأنه لا يحتوي على أجزاء متحركة – دوار عالي السرعة يسمى جيروسكوب الحالة الصلبة. سيصبح هذا الجيروسكوب الجديد المتين المنتج الرائد في المستقبل ولديه مجموعة واسعة من آفاق التطوير وآفاق التطبيق.1. تصنيف جيروسكوب الألياف الضوئيةوفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم جيروسكوب الألياف الضوئية إلى جيروسكوب الألياف الضوئية التداخلي (I-FOG)، وجيروسكوب الألياف الضوئية الرنان (R-FOG)، وجيروسكوب الألياف الضوئية المبعثر المحفز (B-FOG). في الوقت الحاضر، جيروسكوب الألياف الضوئية الأكثر نضجًا هو جيروسكوب الألياف الضوئية التداخلي (أي الجيل الأول من جيروسكوب الألياف الضوئية)، وهو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يستخدم ملف الألياف الضوئية متعدد الدورات لتعزيز تأثير SAGNAC. يمكن لمقياس التداخل الحلقي مزدوج الشعاع الذي يتكون من ملف ألياف بصرية أحادي الوضع متعدد الدورات أن يوفر دقة عالية، ولكنه أيضًا سيجعل الهيكل العام أكثر تعقيدًا حتمًا.تنقسم جيروسكوبات الألياف الضوئية إلى جيروسكوبات الألياف الضوئية ذات الحلقة المفتوحة وجيروسكوبات الألياف الضوئية ذات الحلقة المغلقة وفقًا لنوع الحلقة. جيرو الألياف الضوئية ذو الحلقة المفتوحة بدون ردود فعل، يكتشف الإخراج البصري مباشرة، ويوفر العديد من الهياكل البصرية والدوائر المعقدة، وله مزايا الهيكل البسيط، والسعر الرخيص، والموثوقية العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة، والعيب هو أن الخطية المدخلة والمخرجة سيئة ، نطاق ديناميكي صغير، يستخدم بشكل أساسي كمستشعر زاوية. الهيكل الأساسي لجيروسكوب الألياف الضوئية ذو الحلقة المفتوحة هو مقياس تداخل مزدوج الشعاع. يتم استخدامه بشكل أساسي في المناسبات التي لا تكون فيها الدقة عالية ويكون الحجم صغيرًا.2. وضع ومستقبل جيروسكوب الألياف الضوئيةمع التطور السريع لجيروسكوب الألياف الضوئية، استثمرت العديد من الشركات الكبيرة، وخاصة شركات المعدات العسكرية، موارد مالية ضخمة لدراستها. أكملت شركات الأبحاث الرئيسية في الولايات المتحدة واليابان وألمانيا وفرنسا وإيطاليا وروسيا والجيروسكوب منخفض الدقة التصنيع، وحافظت الولايات المتحدة على مكانة رائدة في هذا المجال من البحث.لا يزال تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية في مستوى متخلف نسبيًا في بلدنا. وفقًا لمستوى التطوير، ينقسم تطوير الجيروسكوب إلى ثلاث مستويات: المستوى الأول هو الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وفرنسا، ولديهم جميع قدرات البحث والتطوير في مجال الجيروسكوب والملاحة بالقصور الذاتي؛ الطبقة الثانية هي بشكل رئيسي اليابان وألمانيا وروسيا. والصين حاليا في المستوى الثالث. بدأ البحث عن جيروسكوب الألياف الضوئية في الصين في وقت متأخر نسبيًا، ولكن بجهود غالبية الباحثين العلميين، تم تضييق الفجوة بيننا وبين الدول المتقدمة تدريجيًا.في الوقت الحاضر، اكتملت سلسلة صناعة الجيروسكوب للألياف الضوئية في الصين، ويمكن العثور على الشركات المصنعة في أعلى وأسفل سلسلة الصناعة، وقد وصلت دقة تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية إلى متطلبات الدقة المتوسطة والمنخفضة لنظام الملاحة بالقصور الذاتي. على الرغم من أن الأداء ضعيف نسبيًا، إلا أنه لن يعاني من اختناق مثل الشريحة.سيركز التطوير المستقبلي لجيروسكوب الألياف الضوئية على الجوانب التالية:(1) دقة عالية. تعد الدقة العالية مطلبًا لا مفر منه لجيروسكوب الألياف الضوئية ليحل محل جيروسكوب الليزر في الملاحة المتقدمة. في الوقت الحاضر، تكنولوجيا الدوران الألياف البصرية عالية الدقة ليست ناضجة تماما.(2) ارتفاع الاستقرار ومكافحة التدخل. يعد الاستقرار العالي على المدى الطويل أيضًا أحد اتجاهات تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية، والذي يمكنه الحفاظ على دقة الملاحة لفترة طويلة في ظل بيئة قاسية وهو متطلبات نظام الملاحة بالقصور الذاتي للجيروسكوب. على سبيل المثال، في حالة ارتفاع درجة الحرارة، والزلازل القوية، والمجال المغناطيسي القوي، وما إلى ذلك، يجب أن يتمتع جيروسكوب الألياف الضوئية أيضًا بالدقة الكافية لتلبية متطلبات المستخدمين.(3) تنويع المنتجات. من الضروري تطوير منتجات ذات دقة مختلفة واحتياجات مختلفة. لدى المستخدمين المختلفين متطلبات مختلفة لدقة الملاحة، وهيكل جيروسكوب الألياف الضوئية بسيط، ولا يلزم تعديل سوى طول وقطر الملف عند تغيير الدقة. في هذا الصدد، تتمتع بميزة تجاوز الجيروسكوب الميكانيكي وجيروسكوب الليزر، كما أن منتجاتها الدقيقة المختلفة أسهل في تحقيقها، وهو المتطلب الحتمي للتطبيق العملي لجيروسكوب الألياف الضوئية.(4) حجم الإنتاج. يعد تخفيض التكلفة أيضًا أحد الشروط المسبقة لقبول المستخدمين لجيروسكوب الألياف الضوئية. يمكن لحجم الإنتاج للمكونات المختلفة أن يعزز بشكل فعال خفض تكاليف الإنتاج، خاصة بالنسبة لجيروسكوب الألياف الضوئية ذو الدقة المتوسطة والمنخفضة.3. الملخصيبلغ استقرار التحيز الصفري لجيروسكوب الألياف الضوئية F50 0.1 ~ 0.3 درجة / ساعة، واستقرار التحيز الصفري لجيروسكوب F60 هو 0.05 ~ 0.2 درجة / ساعة. مجالات تطبيقها هي نفسها بشكل أساسي، ويمكن استخدامها في IMU الصغيرة، وINS، وتتبع أجهزة البحث عن الصواريخ، والجراب الكهروضوئي، والطائرات بدون طيار ومجالات التطبيق الأخرى. إذا كنت تريد المزيد من البيانات التقنية، فلا تتردد في الاتصال بنا.GF50جيروسكوب الألياف البصرية القياسي العسكري ذو المحور الواحد ذو الدقة المتوسطة GF60أحادية المحور الألياف الدوران منخفضة الطاقة الألياف البصرية الدوران Imu معدل الزاوي للملاحة 
  • بحث عن نمط الانجراف لثوابت الأدوات للثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة
    بحث عن نمط الانجراف لثوابت الأدوات للثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة Jan 14, 2025
    النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام ملاحة بالقصور الذاتي (INS) يعتمد على IMUالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم مقاييس التسارع والجيروسكوبات MEMS لقياس التسارع والسرعة الزاوية في الوقت الحقيقي.الوظيفة: يدمج بيانات الموقف والموقف الأولية مع قياسات IMU لحساب الموقف والموقف في الوقت الحقيقي.التطبيقات: مثالية للملاحة الداخلية والفضاء والأنظمة المستقلة والروبوتات.التحديات: يعالج أخطاء المستشعر، والانجراف التراكمي، وتأثيرات البيئة الديناميكية من خلال طرق المعايرة والتصفية.الاستنتاج: يوفر تحديد المواقع بدقة في البيئات الصعبة، مع أداء قوي عند دمجه مع أنظمة تحديد المواقع المساعدة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يعد قانون الانجراف المستمر للأداة مع درجة حرارة الثيودوليت الجيروسكوبي ظاهرة معقدة تتضمن تفاعل مكونات وأنظمة متعددة داخل الجهاز. يشير ثابت الأداة إلى القيمة المرجعية للقياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل ظروف محددة. ومن الأهمية بمكان ضمان دقة القياس والاستقرار.سوف تتسبب التغيرات في درجات الحرارة في انحراف ثوابت الأجهزة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الاختلافات في معاملات التمدد الحراري للمواد تسبب تغيرات في هيكل الجهاز، ويتغير أداء المكونات الإلكترونية مع تغيرات درجة الحرارة. غالبًا ما يكون نمط الانجراف هذا غير خطي لأن المواد والمكونات المختلفة تستجيب بشكل مختلف لدرجة الحرارة.من أجل دراسة انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى سلسلة من التجارب وتحليل البيانات. يتضمن ذلك معايرة وقياس الجهاز عند درجات حرارة مختلفة، وتسجيل التغيرات في ثوابت الجهاز، وتحليل العلاقة بين درجة الحرارة وثوابت الجهاز.ومن خلال تحليل البيانات التجريبية يمكن معرفة اتجاه ثوابت الجهاز التي تتغير مع تغير درجة الحرارة، ويمكن محاولة إنشاء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة. يمكن أن تعتمد هذه النماذج على الانحدار الخطي، أو تركيب متعدد الحدود، أو طرق إحصائية أخرى، وتستخدم للتنبؤ والتعويض عن الانجراف في ثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة.يعد فهم انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة أمرًا مهمًا للغاية لتحسين دقة القياس واستقراره. من خلال اتخاذ تدابير التعويض المقابلة، مثل التحكم في درجة الحرارة والمعايرة ومعالجة البيانات، يمكن تقليل تأثير درجة الحرارة على ثوابت الجهاز، وبالتالي تحسين أداء القياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي.تجدر الإشارة إلى أن قواعد الانجراف المحددة وطرق التعويض قد تختلف وفقًا لنماذج المزواة الجيروسكوبية المختلفة وسيناريوهات التطبيق. لذلك، في التطبيقات العملية، يجب دراسة التدابير المقابلة وتنفيذها وفقًا لمواقف محددة.عادةً ما تتضمن دراسة نمط الانجراف لثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة مراقبة وتحليل أداء الأداة في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة.الغرض من هذا البحث هو فهم كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة على ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي وربما إيجاد طريقة للتعويض أو تصحيح تأثير درجة الحرارة هذا.تشير الثوابت الآلية بشكل عام إلى الخصائص المتأصلة للأداة في ظل ظروف معينة، مثل درجة الحرارة القياسية. بالنسبة للمثواة الجيروسكوبية، قد تكون ثوابت الجهاز مرتبطة بدقة القياس والثبات وما إلى ذلك.عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة، قد تتغير خصائص المواد والهيكل الميكانيكي وما إلى ذلك داخل الجهاز، مما يؤثر على ثوابت الجهاز.لدراسة نمط الانجراف هذا، عادة ما تكون الخطوات التالية مطلوبة:حدد نطاقًا من نقاط درجة الحرارة المختلفة لتغطية بيئات التشغيل التي قد يواجهها الثيودوليت الجيروسكوبي.قم بإجراء قياسات اتجاهية متعددة عند كل نقطة درجة حرارة للحصول على عينات بيانات كافية.تحليل البيانات ومراقبة اتجاه ثوابت الصك كدالة لدرجة الحرارة.حاول بناء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة، مثل الانحدار الخطي، وتركيب متعدد الحدود، وما إلى ذلك.استخدم هذا النموذج للتنبؤ بثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة وربما تطوير طرق للتعويض عن تأثيرات درجات الحرارة.قد يبدو النموذج الرياضي كما يلي:ك(تي) = أ + ب × تي + ج × تي^2 + …من بينها، K(T) هو ثابت الأداة عند درجة الحرارة T، وa، b، c، وما إلى ذلك هي المعاملات التي سيتم تركيبها.هذا النوع من الأبحاث له أهمية كبيرة في تحسين أداء الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل الظروف البيئية المختلفة.تجدر الإشارة إلى أن طرق البحث والنماذج الرياضية المحددة قد تختلف وفقًا لنماذج الأدوات المحددة وسيناريوهات التطبيق.تلخيصيعد قانون الانجراف المستمر للأداة مع درجة حرارة الثيودوليت الجيروسكوبي ظاهرة معقدة تتضمن تفاعل مكونات وأنظمة متعددة داخل الجهاز. يشير ثابت الأداة إلى القيمة المرجعية للقياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل ظروف محددة. ومن الأهمية بمكان ضمان دقة القياس والاستقرار.سوف تتسبب التغيرات في درجات الحرارة في انحراف ثوابت الأجهزة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الاختلافات في معاملات التمدد الحراري للمواد تسبب تغيرات في هيكل الجهاز، ويتغير أداء المكونات الإلكترونية مع تغيرات درجة الحرارة. غالبًا ما يكون نمط الانجراف هذا غير خطي لأن المواد والمكونات المختلفة تستجيب بشكل مختلف لدرجة الحرارة.من أجل دراسة انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى سلسلة من التجارب وتحليل البيانات. يتضمن ذلك معايرة وقياس الجهاز عند درجات حرارة مختلفة، وتسجيل التغيرات في ثوابت الجهاز، وتحليل العلاقة بين درجة الحرارة وثوابت الجهاز.ومن خلال تحليل البيانات التجريبية يمكن معرفة اتجاه ثوابت الجهاز التي تتغير مع تغير درجة الحرارة، ويمكن محاولة إنشاء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة. يمكن أن تعتمد هذه النماذج على الانحدار الخطي، أو تركيب متعدد الحدود، أو طرق إحصائية أخرى، وتستخدم للتنبؤ والتعويض عن الانجراف في ثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة.يعد فهم انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة أمرًا مهمًا للغاية لتحسين دقة القياس واستقراره. من خلال اتخاذ تدابير التعويض المقابلة، مثل التحكم في درجة الحرارة والمعايرة ومعالجة البيانات، يمكن تقليل تأثير درجة الحرارة على ثوابت الجهاز، وبالتالي تحسين أداء القياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي.تجدر الإشارة إلى أن قواعد الانجراف المحددة وطرق التعويض قد تختلف وفقًا لنماذج المزواة الجيروسكوبية المختلفة وسيناريوهات التطبيق. لذلك، في التطبيقات العملية، يجب دراسة التدابير المقابلة وتنفيذها وفقًا لمواقف محددة.عادةً ما تتضمن دراسة نمط الانجراف لثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة مراقبة وتحليل أداء الأداة في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة.الغرض من هذا البحث هو فهم كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة على ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي وربما إيجاد طريقة للتعويض أو تصحيح تأثير درجة الحرارة هذا.تشير الثوابت الآلية بشكل عام إلى الخصائص المتأصلة للأداة في ظل ظروف معينة، مثل درجة الحرارة القياسية. بالنسبة للمثواة الجيروسكوبية، قد تكون ثوابت الجهاز مرتبطة بدقة القياس والثبات وما إلى ذلك.عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة، قد تتغير خصائص المواد والهيكل الميكانيكي وما إلى ذلك داخل الجهاز، مما يؤثر على ثوابت الجهاز.لدراسة نمط الانجراف هذا، عادة ما تكون الخطوات التالية مطلوبة:حدد نطاقًا من نقاط درجة الحرارة المختلفة لتغطية بيئات التشغيل التي قد يواجهها الثيودوليت الجيروسكوبي.قم بإجراء قياسات اتجاهية متعددة عند كل نقطة درجة حرارة للحصول على عينات بيانات كافية.تحليل البيانات ومراقبة اتجاه ثوابت الصك كدالة لدرجة الحرارة.حاول بناء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة، مثل الانحدار الخطي، وتركيب متعدد الحدود، وما إلى ذلك.استخدم هذا النموذج للتنبؤ بثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة وربما تطوير طرق للتعويض عن تأثيرات درجات الحرارة.قد يبدو النموذج الرياضي كما يلي:ك(تي) = أ + ب × تي + ج × تي^2 + …من بينها، K(T) هو ثابت الأداة عند درجة الحرارة T، وa، b، c، وما إلى ذلك هي المعاملات التي سيتم تركيبها.هذا النوع من الأبحاث له أهمية كبيرة في تحسين أداء الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل الظروف البيئية المختلفة.تجدر الإشارة إلى أن طرق البحث والنماذج الرياضية المحددة قد تختلف وفقًا لنماذج الأدوات المحددة وسيناريوهات التطبيق. MG502ميمس جيروسكوب MG502  
  • بحث حول الاندماج المجزأ لنظام البحث عن بئر الجيروسكوب MEMS الشمالي
    بحث حول الاندماج المجزأ لنظام البحث عن بئر الجيروسكوب MEMS الشمالي Jan 14, 2025
    النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام اكتشاف جيروسكوب البئر الشمالي من MEMSالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم جيروسكوبات MEMS للتوجه نحو الشمال، ويتميز بحجم صغير، وتكلفة منخفضة، ومقاومة عالية للصدمات.الوظيفة: تستخدم طريقة محسنة للموقعين (90 درجة و270 درجة) وتصحيح الموقف في الوقت الحقيقي لتحديد الشمال بدقة.التطبيقات: مُحسّن لأنظمة الحفر في قاع البئر في البيئات المعقدة تحت الأرض.دمج البيانات: يجمع بين بيانات الجيروسكوب وتصحيحات الانحراف المغناطيسي المحلي لحساب الشمال الحقيقي، مما يضمن التنقل الدقيق أثناء الحفر.الاستنتاج: يوفر قدرات دقيقة وموثوقة ومستقلة في اكتشاف الشمال، وهو مثالي لحفر الآبار والتطبيقات المماثلة.جيروسكوب MEMS الجديد هو نوع من الجيروسكوب بالقصور الذاتي مع بنية بسيطة، والتي تتميز بمزايا التكلفة المنخفضة، وصغر الحجم، ومقاومة الاهتزازات العالية للصدمات. يمكن لجيروسكوب الشمال بالقصور الذاتي أن يكمل الشمال المستقل الذي يبحث عن جميع الأحوال الجوية دون قيود خارجية، ويمكنه تحقيق سرعة وكفاءة عالية ودقة عالية وعمل مستمر. استنادًا إلى مزايا جيروسكوب MEMS، يعد جيروسكوب MEMS مناسبًا جدًا لنظام العثور على شمال قاع البئر. تصف هذه الورقة بحث الاندماج المجزأ لنظام اكتشاف شمال البئر الجيروسكوبي MEMS. فيما يلي سيتم عرض الاكتشاف الشمالي المحسّن ذو الموقعين، ومخطط اكتشاف الشمال لدمج البئر الجيروسكوبي MEMS وتحديد قيمة العثور على الشمال.تحسين العثور على موقعين في الشماليحدد مخطط البحث عن الشمال الثابت ذو الموقعين عمومًا 0 درجة و180 درجة كموضعين أولي ونهائي لبحث الشمال. بعد التجارب المتكررة، يتم جمع السرعة الزاوية لإخراج الجيروسكوب، ويتم الحصول على زاوية البحث الشمالية النهائية من خلال الجمع بين خط العرض المحلي. اعتمدت التجربة طريقة الموضعين كل 10 درجات، وجمعت 360 درجة من القرص الدوار، وتم جمع إجمالي 36 مجموعة من البيانات. بعد حساب متوسط كل مجموعة من البيانات، تم عرض قيم الحل المقاسة في الشكل 1 أدناه.الشكل 1: منحنى تركيب إخراج الجيروسكوب من 0 إلى 360 درجةكما يتبين من الشكل 1، فإن منحنى تركيب الإخراج هو منحنى جيب التمام، ولكن البيانات التجريبية والزوايا لا تزال صغيرة، والنتائج التجريبية تفتقر إلى الدقة. تم إجراء تجارب متكررة، وتم تمديد زاوية الاستحواذ إلى 0 ~ 660 درجة، وتم إجراء طريقة الموضعين كل 10 درجات من 0 درجة، وتم عرض نتائج البيانات في الشكل 2. اتجاه الصورة هو جيب التمام منحنى، وهناك اختلافات واضحة في توزيع البيانات. عند قمة وقاع منحنى جيب التمام، يكون توزيع نقاط البيانات متناثرًا وتكون درجة الملاءمة للمنحنى منخفضة، بينما في المكان الذي به أعلى ميل للمنحنى، تكون ملاءمة نقاط البيانات للمنحنى أكثر بديهي.الشكل 2: منحنى تركيب إخراج الجيروسكوب في موقعين 0 ~ 660 درجةبالاقتران مع العلاقة بين السمت وسعة إخراج الجيروسكوب في الشكل 3، يمكن استنتاج أن البيانات مناسبة بشكل أفضل عندما يتم اعتماد اكتشاف الشمال ذو الموضعين عند 90 درجة و270 درجة، مما يشير إلى أنه من الأسهل والأكثر دقة الكشف الزاوية الشمالية في الاتجاه الشرقي الغربي. لذلك، يتم استخدام 90 درجة و270 درجة، بدلاً من 0 درجة و180 درجة، في هذه الورقة باعتبارها موقعين شماليين يبحثان عن مواضع اكتساب مخرجات الجيروسكوب.الشكل 3: العلاقة بين السمت وسعة إخراج الجيروسكوبMEMS جيروسكوب بئر الانصهار شمالًاعندما يتم استخدام الجيروسكوب MEMS في نظام اكتشاف البئر الشمالي، فإنه يواجه بيئة معقدة، وستكون هناك زاوية متغيرة مع الحفر، وبالتالي يصبح حل الزاوية الشمالية أكثر تعقيدًا. في هذا القسم، استنادًا إلى تحسين مخطط اكتشاف الشمال ثنائي الموقع في القسم السابق، تم اقتراح طريقة للحصول على زاوية الموقف من خلال التحكم في الدوران وفقًا لمعلومات بيانات الإخراج، ويتم الحصول على الزاوية المضمنة مع الشمال. يظهر مخطط التدفق المحدد في الشكل 4.يتم نقل جيروسكوب MEMS إلى الكمبيوتر العلوي من خلال واجهة البيانات RS232. كما هو موضح في الشكل 4، بعد الحصول على زاوية الشمال الأولية من خلال البحث شمالًا في الموقعين، يتم تنفيذ الخطوة التالية للحفر أثناء الحفر. وبعد تلقي تعليمات الشمال تتوقف أعمال الحفر. يتم جمع إخراج زاوية الموقف بواسطة جيروسكوب MEMS وإرساله إلى الكمبيوتر العلوي. يتم التحكم في دوران نظام البحث عن شمال البئر من خلال معلومات زاوية الموقف، ويتم ضبط زاوية التدحرج وزاوية الميل إلى 0. زاوية العنوان في هذه اللحظة هي الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال المغناطيسي.في هذا المخطط، يمكن الحصول على الزاوية بين جيروسكوب MEMS واتجاه الشمال الحقيقي في الوقت الفعلي من خلال جمع معلومات زاوية الموقف.الشكل 4: مخطط تدفق العثور على الشماليتم تحديد القيمة التي تسعى إلى الشمالفي مخطط اكتشاف الشمال الاندماجي، تم إجراء اكتشاف الشمال المحسن ذو الموقعين على جيروسكوب MEMS. بعد الانتهاء من اكتشاف الشمال، تم الحصول على موضع الشمال الأولي، وتم تسجيل زاوية العنوان θ، وكانت حالة الموقف الأولية (0،0، θ)، كما هو مبين في الشكل 5 (أ). عندما يتم الحفر، تتغير زاوية وضع الجيروسكوب، ويتم تنظيم زاوية اللف وزاوية الميل بواسطة الطاولة الدوارة، كما هو موضح في الشكل 5 (ب).كما هو موضح في الشكل 5 (ب)، عند حفر لقمة الحفر، يتلقى النظام معلومات زاوية الموقف لأداة الموقف، ويحتاج إلى الحكم على أحجام زاوية اللفة γ 'وزاوية الملعب β'، وتدويرها من خلال التحكم في الدوران النظام لجعلها تتحول إلى 0. في هذا الوقت، بيانات زاوية عنوان الإخراج هي الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال المغناطيسي. يجب الحصول على الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال الحقيقي وفقًا للعلاقة بين الشمال المغناطيسي واتجاه الشمال الحقيقي، ويجب الحصول على زاوية الشمال الحقيقية من خلال الجمع بين زاوية الانحراف المغناطيسي المحلية. الحل هو كما يلي:θ’=Φ-∆φفي الصيغة أعلاه، θ 'لقمة الحفر وزاوية اتجاه الشمال الحقيقية، ∆φ هي زاوية الانحراف المغناطيسي المحلي، Φ هي لقمة الحفر وزاوية الشمال المغناطيسية.الشكل 5: تغيير زاوية الموقف الأولي والحفريتم تحديد القيمة التي تسعى إلى الشمالفي هذا الفصل، تمت دراسة مخطط اكتشاف الشمال لجيروسكوب MEMS تحت الأرض لنظام اكتشاف الشمال. استنادًا إلى مخطط اكتشاف الشمال ثنائي الموقع، يُقترح مخطط اكتشاف شمالي محسّن ثنائي الموقع بزاوية 90 درجة و270 درجة كمواضع بداية. مع التقدم المستمر لجيروسكوب MEMS، يمكن لجيروسكوب MEMS الذي يبحث عن الشمال تحقيق اكتشاف مستقل للشمال، مثل MG2-101، نطاق القياس الديناميكي الخاص به هو 100 درجة / ثانية، ويمكن أن يعمل في بيئة -40 درجة مئوية ~ +85 درجة مئوية ، عدم استقرار التحيز هو 0.1 درجة / ساعة، والسرعة الزاوية العشوائية هي 0.005 درجة / √ ساعة.أتمنى أن تتمكن من فهم مخطط اكتشاف الشمال لجيروسكوب MEMS من خلال هذه المقالة، وأتطلع إلى مناقشة المشكلات المهنية معك. MG502ميمس جيروسكوب MG502  
  • البحث عن الشريحة الضوئية المتكاملة الهجينة لدوران الألياف البصرية
    البحث عن الشريحة الضوئية المتكاملة الهجينة لدوران الألياف البصرية Jan 14, 2025
    النقاط الرئيسيةالمنتج: جيروسكوب الألياف الضوئية المتكامل القائم على الشريحةالميزات الرئيسية:المكونات: تستخدم شريحة بصرية متكاملة تجمع بين وظائف مثل التلألؤ وتقسيم الشعاع والتعديل والكشف على منصة غشاء رقيق من نيوبات الليثيوم (LNOI).الوظيفة: يحقق تكامل "متعدد في واحد" لوظائف المسار البصري غير الحساسة، مما يقلل من الحجم وتكاليف الإنتاج مع تعزيز الاستقطاب وتعديل الطور للحصول على أداء جيروسكوب دقيق.التطبيقات: مناسبة لتحديد المواقع، والملاحة، والتحكم في الموقف، وقياس ميل آبار النفط.التحسين: يمكن أن تؤدي التحسينات الإضافية في نسبة انقراض الاستقطاب وقوة الانبعاث وكفاءة الاقتران إلى تعزيز الاستقرار والدقة.الاستنتاج: يمهد هذا التصميم المتكامل الطريق لجيروسكوبات الألياف الضوئية المصغرة ومنخفضة التكلفة، مما يلبي الطلب المتزايد على حلول الملاحة بالقصور الذاتي المدمجة والموثوقة.مع مزايا الحالة الصلبة والأداء العالي والتصميم المرن، أصبح جيروسكوب الألياف الضوئية هو الجيروسكوب بالقصور الذاتي السائد، والذي يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل تحديد المواقع والملاحة والتحكم في المواقف وقياس ميل آبار النفط. في ظل الوضع الجديد، يتطور الجيل الجديد من نظام الملاحة بالقصور الذاتي نحو التصغير والتكلفة المنخفضة، مما يطرح متطلبات أعلى وأعلى للأداء الشامل للجيروسكوب مثل الحجم والدقة والتكلفة. في السنوات الأخيرة، تطور الجيروسكوب الرنان النصف كروي وجيروسكوب MEMS بسرعة مع ميزة الحجم الصغير، مما له تأثير معين على سوق جيروسكوب الألياف الضوئية. التحدي الرئيسي المتمثل في تقليل حجم الجيروسكوب البصري التقليدي هو تقليل حجم المسار البصري. في المخطط التقليدي، يتكون المسار البصري لجيروسكوب الألياف الضوئية من عدة أجهزة بصرية منفصلة، يتم تحقيق كل منها بناءً على مبادئ وعمليات مختلفة ولها عبوة مستقلة وضفيرة. ونتيجة لذلك، يقترب حجم الجهاز بموجب التقنية السابقة من حد التخفيض، ومن الصعب دعم التخفيض الإضافي لحجم جيروسكوب الألياف الضوئية. لذلك، من الضروري استكشاف حلول تقنية جديدة لتحقيق التكامل الفعال للوظائف المختلفة للمسار البصري، وتقليل حجم المسار البصري الجيروسكوبي بشكل كبير، وتحسين توافق العملية، وتقليل تكلفة إنتاج الجهاز.مع تطور تكنولوجيا الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات، حققت التكنولوجيا البصرية المتكاملة اختراقات تدريجية، وتم تقليل حجم الميزة بشكل مستمر، ودخلت المستوى الصغير والنانو، مما عزز بشكل كبير التطوير الفني للرقائق الضوئية المتكاملة، وقد تم تطبيقها في الاتصالات البصرية والحوسبة البصرية والاستشعار البصري وغيرها من المجالات. توفر التكنولوجيا البصرية المتكاملة حلاً تقنيًا جديدًا وواعدًا للتصغير والتكلفة المنخفضة للمسار البصري لجيروسكوب الألياف الضوئية.1 تصميم مخطط الرقاقة الضوئية المتكامل1.1 التصميم العاممصدر ضوء التوجيه البصري التقليدي (SLD أو ASE)، وقارنة التوصيل المستدقة الليفية (يُشار إليها باسم "المقرنة")، ومُعدِّل طور الدليل الموجي للفرع Y (يُشار إليه باسم "مُعدِّل الدليل الموجي Y")، والكاشف، والحلقة الحساسة (حلقة الألياف). من بينها، الحلقة الحساسة هي الوحدة الأساسية لمعدل الزاوية الحساسة، ويؤثر حجمها بشكل مباشر على دقة الجيروسكوب.نقترح شريحة متكاملة هجينة، والتي تتكون من مكون مصدر الضوء، ومكون متعدد الوظائف ومكون كشف من خلال التكامل الهجين. من بينها، جزء مصدر الضوء هو مكون مستقل، يتكون من شريحة SLD، ومكون موازنة العزل والمكونات الطرفية مثل المشتت الحراري ومبرد أشباه الموصلات. تتكون وحدة الكشف من شريحة كشف وشريحة مضخم للمقاومة. الوحدة متعددة الوظائف هي الجسم الرئيسي للرقاقة المتكاملة الهجينة، والتي يتم تحقيقها بناءً على شريحة رقيقة من نيوبات الليثيوم (LNOI)، وتتضمن بشكل أساسي الدليل الموجي البصري، وتحويل بقعة الوضع، والمستقطب، ومقسم الشعاع، ومخفف الوضع، والمغير وغيرها. هياكل الرقائق. يتم إرسال الشعاع المنبعث من شريحة SLD إلى الدليل الموجي LNOI بعد العزلة والموازاة.يقوم المستقطب بتحريف ضوء الإدخال، ويقوم مخفف الوضع بتخفيف وضع عدم العمل. بعد أن يقوم مقسم الشعاع بتقسيم الشعاع ويقوم المغير بتعديل الطور، تدخل شريحة الإخراج إلى الحلقة الحساسة والمعدل الزاوي الحساس. يتم التقاط شدة الضوء بواسطة شريحة الكاشف، ويتدفق الخرج الكهروضوئي المتولد عبر شريحة مضخم المقاومة إلى دائرة إزالة التشكيل.تتميز الشريحة الضوئية المدمجة الهجينة بوظائف التألق، وتقسيم الشعاع، ودمج الشعاع، والانحراف، والتعديل، والكشف، وما إلى ذلك. إنها تحقق التكامل "متعدد في واحد" للوظائف غير الحساسة للمسار البصري الجيروسكوبي. تعتمد جيروسكوبات الألياف الضوئية على معدل الزاوية الحساسة للشعاع المتماسك بدرجة عالية من الاستقطاب، ويؤثر أداء الاستقطاب بشكل مباشر على دقة الجيروسكوبات. يعد مُعدِّل الدليل الموجي Y التقليدي نفسه جهازًا متكاملاً، يتمتع بوظائف الانحراف وتقسيم الشعاع ودمج الشعاع والتعديل. بفضل طرق تعديل المواد مثل تبادل البروتونات أو نشر التيتانيوم، تتمتع وحدات تعديل الدليل الموجي Y بقدرة انحراف عالية للغاية. ومع ذلك، يجب أن تأخذ مواد الأغشية الرقيقة في الاعتبار متطلبات الحجم والتكامل والقدرة على الانحراف، والتي لا يمكن تلبيتها بطرق تعديل المواد. من ناحية أخرى، فإن مجال وضع الدليل الموجي البصري للأغشية الرقيقة أصغر بكثير من مجال الدليل الموجي البصري للمواد السائبة، مما يؤدي إلى تغييرات في توزيع المجال الكهروستاتيكي ومعلمات مؤشر الانكسار الكهربي، ويحتاج هيكل القطب إلى إعادة تصميم. ولذلك، فإن المستقطب والمغير هما نقطتا التصميم الأساسيتان لشريحة "الكل في واحد".1.2 تصميم محدديتم الحصول على خصائص الاستقطاب عن طريق التحيز الهيكلي، وتم تصميم مستقطب على الرقاقة، والذي يتكون من دليل موجي منحني ودليل موجي مستقيممتفق. يمكن للدليل الموجي المنحني أن يحد من الفرق بين وضع الإرسال ووضع عدم الإرسال، ويحقق تأثير انحياز الوضع. يتم تقليل فقدان الإرسال في وضع الإرسال عن طريق ضبط الإزاحة.تتأثر خصائص إرسال الدليل الموجي البصري بشكل أساسي بفقدان التشتت وتسرب الأسلوب وفقدان الإشعاع وفقدان عدم تطابق الأسلوب. من الناحية النظرية، تكون خسارة التشتت وتسرب الوضع في أدلة الموجات المنحنية الصغيرة صغيرة، وهي محدودة بشكل أساسي بالعملية المتأخرة. ومع ذلك، فإن فقدان الإشعاع للأدلة الموجية المنحنية أمر متأصل وله تأثيرات مختلفة على الأوضاع المختلفة. تتأثر خصائص إرسال الدليل الموجي المنحني بشكل أساسي بفقدان عدم تطابق الوضع، ويوجد تداخل في الوضع عند تقاطع الدليل الموجي المستقيم والدليل الموجي المنحني، مما يؤدي إلى زيادة حادة في تشتت الوضع. عندما تنتقل موجة الضوء إلى الدليل الموجي المستقطب، بسبب وجود الانحناء، يختلف معامل الانكسار الفعال لوضع موجة الضوء في الاتجاه الرأسي والاتجاه الموازي، ويختلف تقييد الوضع، مما يؤدي إلى توهين مختلف تأثيرات لأوضاع TE وTM.ولذلك، فمن الضروري تصميم معلمات الدليل الموجي الانحناء لتحقيق أداء الانحراف. من بينها، نصف قطر الانحناء هو المعلمة الرئيسية لدليل الموجة الانحناء. يتم حساب خسارة الإرسال تحت نصف قطر انحناء مختلف ومقارنة الخسارة بين الأوضاع المختلفة بواسطة أداة حل الوضع الذاتي FDTD. أظهرت النتائج المحسوبة أن فقدان الدليل الموجي يتناقص مع زيادة نصف القطر عند نصف قطر الانحناء الصغير. على هذا الأساس، يتم حساب العلاقة بين خاصية الاستقطاب (نسبة وضع TE إلى وضع TM) ونصف قطر الانحناء، وتتناسب خاصية الاستقطاب عكسيا مع نصف قطر الانحناء. يجب أن يأخذ تحديد نصف قطر الانحناء للمستقطب الموجود على الرقاقة في الاعتبار الحساب النظري ونتائج المحاكاة والقدرة التكنولوجية والطلب الفعلي.يتم استخدام المجال الزمني للفرق المحدود (FDTD) لمحاكاة مجال الضوء المرسل للمستقطب الموجود على الرقاقة. يمكن أن يمر وضع TE عبر بنية الدليل الموجي بخسارة منخفضة، بينما يمكن أن ينتج وضع TM توهينًا واضحًا للوضع، وذلك للحصول على ضوء مستقطب بنسبة انقراض عالية. من خلال زيادة عدد أدلة الموجات المتتالية، يمكن تحسين نسبة انقراض نسبة انقراض الاستقطاب، ويمكن الحصول على أداء أفضل من -35 ديسيبل لنسبة انقراض الاستقطاب على مقياس ميكرون. وفي الوقت نفسه، يكون هيكل الدليل الموجي على الرقاقة بسيطًا، ومن السهل تحقيق تصنيع منخفض التكلفة للجهاز.2 التحقق من أداء الشريحة الضوئية المتكاملةشريحة LNOI الرئيسية للرقاقة الضوئية المدمجة عبارة عن عينة غير مقطعة محفورة بهياكل شرائح متعددة، ويبلغ حجم شريحة LNOI الرئيسية الواحدة 11 مم × 3 مم. يتضمن اختبار أداء الشريحة الضوئية المدمجة بشكل أساسي قياس النسبة الطيفية ونسبة انقراض الاستقطاب والجهد نصف الموجي.استنادًا إلى الشريحة الضوئية المدمجة، تم بناء نموذج أولي للجيروسكوب، وتم إجراء اختبار أداء الشريحة الضوئية المدمجة. أداء انحياز صفري ثابت لنموذج أولي جيروسكوبي يعتمد على شريحة بصرية مدمجة في أساس معزول غير اهتزازي في درجة حرارة الغرفة. على أساس مجموعةيحتوي الجيروسكوب الذي تم تشكيله في الشريحة الضوئية على انجراف طويل الأمد في قطاع بدء التشغيل، والذي يحدث بشكل أساسي بسبب خاصية بدء التشغيل لمصدر الضوء والخسارة الكبيرة للوصلة الضوئية. في اختبار مدته 90 دقيقة، كان استقرار التحيز الصفري للجيروسكوب هو 0.17 درجة/ساعة (10 ثوانٍ). بالمقارنة مع الجيروسكوب المعتمد على الأجهزة المنفصلة التقليدية، فإن مؤشر استقرار التحيز الصفري يتدهور بترتيب من حيث الحجم، مما يشير إلى أن الشريحة الضوئية المدمجة تحتاج إلى مزيد من التحسين. اتجاهات التحسين الرئيسية: تحسين نسبة انقراض الاستقطاب للرقاقة، وتحسين الطاقة المضيئة للرقاقة الباعثة للضوء، وتحسين كفاءة الاقتران النهائي للرقاقة، وتقليل الخسارة الإجمالية للرقاقة المدمجة.3 ملخصنقترح شريحة بصرية متكاملة تعتمد على LNOI، والتي يمكنها تحقيق تكامل الوظائف غير الحساسة مثل التلألؤ وتقسيم الشعاع ودمج الشعاع والانحراف والتشكيل والكشف. يبلغ استقرار التحيز الصفري للنموذج الجيروسكوبي الأولي المعتمد على الشريحة الضوئية المدمجة 0.17 درجة/ساعة. بالمقارنة مع الأجهزة المنفصلة التقليدية، لا يزال أداء الشريحة به فجوة معينة، والتي تحتاج إلى مزيد من التحسين والتحسين. نحن نستكشف بشكل مبدئي جدوى وظائف المسار البصري المتكاملة تمامًا باستثناء الحلقة، والتي يمكن أن تزيد من قيمة تطبيق الرقاقة الضوئية المدمجة في الجيروسكوب، وتلبية احتياجات التطوير للتصغير والتكلفة المنخفضة لجيروسكوب الألياف الضوئية.GF50جيروسكوب الألياف البصرية القياسي العسكري ذو المحور الواحد ذو الدقة المتوسطة GF60أحادية المحور الألياف الدوران منخفضة الطاقة الألياف البصرية الدوران Imu معدل الزاوي للملاحة 
  • التحليل الدقيق للكشف عن تشوه الهيكل الهندسي للجيروسكوب للألياف البصرية
    التحليل الدقيق للكشف عن تشوه الهيكل الهندسي للجيروسكوب للألياف البصرية Jan 13, 2025
    النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام كشف التشوه المعتمد على جيروسكوب الألياف الضوئيةالميزات الرئيسية:المكونات: تتضمن جيروسكوبات الألياف الضوئية عالية الدقة لقياس السرعة الزاوية وحساب المسار.الوظيفة: يجمع البيانات الجيروسكوبية مع قياسات المسافة لاكتشاف التشوهات الهيكلية بدقة عالية.التطبيقات: مناسبة للهندسة المدنية ومراقبة الصحة الهيكلية وتحليل التشوه في الجسور والمباني والبنى التحتية الأخرى.الأداء: يحقق دقة اكتشاف التشوه أفضل من 10 ميكرومتر بسرعة تشغيل تبلغ 2 م/ث باستخدام جيروسكوبات متوسطة الدقة.المزايا: تصميم مدمج، وخفيف الوزن، واستهلاك منخفض للطاقة، وتشغيل سهل الاستخدام لسهولة النشر.خاتمة:يوفر هذا النظام قياسات تشوه دقيقة وموثوقة، ويقدم حلولاً قيمة لاحتياجات التحليل الهندسي والهيكلي.1 طريقة الكشف عن تشوه الهيكل الهندسي بالاعتماد على جيروسكوب الألياف الضوئيةمبدأ طريقة الكشف عن تشوه الهيكل الهندسي استنادًا إلى جيروسكوب الألياف الضوئية هو تثبيت جيروسكوب الألياف الضوئية على جهاز الكشف، وقياس السرعة الزاوية لنظام الكشف عند التشغيل على السطح المُقاس للهيكل الهندسي، وقياس مسافة التشغيل جهاز الكشف، وحساب مسار التشغيل لجهاز الكشف لتحقيق الكشف عن تشوه الهيكل الهندسي. يشار إلى هذه الطريقة باسم طريقة المسار في هذه الورقة. يمكن وصف هذه الطريقة بأنها "ملاحة مستوية ثنائية الأبعاد"، أي أنه يتم حل موضع الناقل في السطح الراسيا لسطح الهيكل المقاس، ويتم الحصول أخيرًا على مسار الناقل على طول سطح الهيكل المقاس.وفقًا لمبدأ طريقة المسار، تشمل مصادر الخطأ الرئيسية الخطأ المرجعي وخطأ قياس المسافة وخطأ قياس الزاوية. يشير الخطأ المرجعي إلى خطأ قياس زاوية الميل الأولية θ0، ويشير خطأ قياس المسافة إلى خطأ قياس ΔLi، ويشير خطأ قياس الزاوية إلى خطأ قياس Δθi، والذي ينتج بشكل أساسي عن خطأ قياس Δθi السرعة الزاوية لجيروسكوب الألياف الضوئية. لا تأخذ هذه الورقة في الاعتبار تأثير الخطأ المرجعي وخطأ قياس المسافة على خطأ اكتشاف التشوه، ويتم تحليل خطأ اكتشاف التشوه الناتج عن خطأ جيروسكوب الألياف الضوئية فقط.2 تحليل دقة اكتشاف التشوه بناءً على جيروسكوب الألياف الضوئية2.1 نمذجة الخطأ لجيروسكوب الألياف الضوئية في تطبيقات اكتشاف التشوهجيروسكوب الألياف الضوئية هو جهاز استشعار لقياس السرعة الزاوية على أساس تأثير سانياك. بعد مرور الضوء المنبعث من مصدر الضوء عبر الدليل الموجي Y، يتم تشكيل شعاعين من الضوء يدوران في اتجاهين متعاكسين في حلقة الألياف. عندما يدور الحامل بالنسبة إلى الفضاء بالقصور الذاتي، يكون هناك اختلاف في المسار البصري بين شعاعي الضوء، ويمكن اكتشاف إشارة التداخل البصري المتعلقة بالسرعة الزاوية الدورانية في نهاية الكاشف، وذلك لقياس السرعة القطرية.التعبير الرياضي لإشارة خرج جيروسكوب الألياف الضوئية هو: F=Kw+B0+V. حيث F هو مخرج الجيروسكوب، وK هو عامل المقياس، وω هو الجيروسكوبمدخلات السرعة الزاوية على المحور الحساس، B0 هو الانحياز الصفري الجيروسكوبي، υ هو مصطلح الخطأ المتكامل، بما في ذلك الضوضاء البيضاء والمكونات المتغيرة ببطء الناتجة عن الضوضاء المختلفة مع وقت ارتباط طويل، ويمكن أيضًا اعتبار υ خطأ الانحياز الصفري .تتضمن مصادر خطأ القياس لجيروسكوب الألياف الضوئية خطأ عامل القياس وخطأ الانحراف الصفري. في الوقت الحاضر، يبلغ خطأ عامل القياس لجيروسكوب الألياف الضوئية المطبق في الهندسة 10-5~10-6. في تطبيق اكتشاف التشوه، يكون إدخال السرعة الزاوية صغيرًا، ويكون خطأ القياس الناتج عن خطأ عامل القياس أصغر بكثير من الخطأ الناتج عن خطأ الانحراف الصفري، والذي يمكن تجاهله. ويتميز مكون التيار المستمر لخطأ الانحياز الصفري بقابلية تكرار الانحياز الصفري Br، وهو الانحراف المعياري لقيمة الانحياز الصفري في اختبارات متعددة. يتميز مكون التيار المتردد بثبات التحيز الصفري Bs، وهو الانحراف المعياري لقيمة خرج الجيروسكوب عن متوسطه في اختبار واحد، وترتبط قيمته بزمن أخذ عينات الجيروسكوب.2.2 حساب خطأ التشوه بناءً على جيروسكوب الألياف الضوئيةوبأخذ نموذج الشعاع المدعوم البسيط كمثال، يتم حساب خطأ اكتشاف التشوه، ويتم إنشاء النموذج النظري للتشوه الهيكلي. وعلى هذا الأساس يتم تحديد الكشفاستنادًا إلى سرعة التشغيل ووقت أخذ العينات للنظام، يمكن الحصول على السرعة الزاوية النظرية لجيروسكوب الألياف الضوئية. بعد ذلك يمكن محاكاة خطأ قياس السرعة الزاوية لجيروسكوب الألياف الضوئية وفقًا لنموذج خطأ الانحراف الصفري لجيروسكوب الألياف الضوئية الموضح أعلاه.2.3 مثال لحساب المحاكاةيعتمد إعداد المحاكاة لسرعة التشغيل ووقت أخذ العينات وضعًا متغير النطاق، أي أن ΔLi التي تم تمريرها في كل وقت أخذ عينات ثابتة، ويتم تغيير وقت أخذ العينات لنفس مقطع الخط عن طريق تغيير سرعة التشغيل. على سبيل المثال، عندما يكون ΔLi 1 مم، مثل سرعة التشغيل 2 م/ث، يكون وقت أخذ العينات 0.5 مللي ثانية. إذا كانت سرعة التشغيل 0.1 م/ث، فإن وقت أخذ العينات هو 10 مللي ثانية.3 العلاقة بين أداء جيروسكوب الألياف الضوئية وخطأ قياس التشوهأولاً، يتم تحليل تأثير خطأ التكرار الصفري. عندما لا يكون هناك خطأ في استقرار التحيز الصفري، يتم إصلاح خطأ قياس السرعة الزاوية الناجم عن خطأ التحيز الصفري، مثل كلما زادت سرعة الحركة، كلما كان وقت القياس الإجمالي أقصر، وكان تأثير خطأ التحيز الصفري أصغر، وكان التشوه أصغر خطأ في القياس. عندما تكون سرعة التشغيل سريعة، يكون خطأ استقرار التحيز الصفري هو العامل الرئيسي الذي يسبب خطأ قياس النظام. عندما تكون سرعة التشغيل منخفضة، يصبح خطأ التكرار الصفري هو المصدر الرئيسي لخطأ قياس النظام.باستخدام مؤشر جيروسكوبي للألياف الضوئية متوسط الدقة النموذجي، أي أن استقرار التحيز الصفري هو 0.5 درجة/ساعة عندما يكون وقت أخذ العينات 1 ثانية، وقابلية التكرار الصفرية هي 0.05 درجة/ساعة. قارن أخطاء قياس النظام عند سرعة التشغيل 2 م/ث، 1 م/ث، 0.2 م/ث، 0.1 م/ث، 0.02 م/ث، 0.01 م/ث، 0.002 م/ث، 0.001 م/ث. عندما تكون سرعة التشغيل 2 م/ث، يكون خطأ القياس 8.514 ميكرومتر (RMS)، عندما تنخفض سرعة القياس إلى 0.2 م/ث، يكون خطأ القياس 34.089 ميكرومتر (RMS)، عندما تنخفض سرعة القياس إلى 0.002 m /s، خطأ القياس هو 2246.222μm (RMS)، كما يتبين من نتائج المقارنة. كلما زادت سرعة التشغيل، قل خطأ القياس. بالنظر إلى سهولة التشغيل الهندسي، فإن سرعة التشغيل البالغة 2 م/ث يمكن أن تحقق دقة قياس أفضل من 10 ميكرومتر.4 ملخصاستنادًا إلى تحليل المحاكاة لقياس تشوه الهيكل الهندسي استنادًا إلى جيروسكوب الألياف الضوئية، تم إنشاء نموذج الخطأ لجيروسكوب الألياف الضوئية، ويتم الحصول على العلاقة بين خطأ قياس التشوه وأداء جيروسكوب الألياف الضوئية باستخدام الشعاع المدعوم البسيط نموذج كمثال. تظهر نتائج المحاكاة أنه كلما كان تشغيل النظام أسرع، أي كلما كان وقت أخذ العينات لجيروسكوب الألياف الضوئية أقصر، زادت دقة قياس التشوه للنظام عندما لا يتغير رقم أخذ العينات ويتم ضمان دقة الكشف عن المسافة. مع مؤشر جيروسكوبي للألياف الضوئية متوسط الدقة وسرعة تشغيل تبلغ 2 م/ث، يمكن تحقيق دقة قياس التشوه أفضل من 10 ميكرومتر.يبلغ قطر Micro-Magic Inc GF-50 φ50*36.5 مم ودقة تبلغ 0.1 درجة/ساعة. دقة GF-60 0.05 درجة/ساعة، تنتمي إلى المستوى التكتيكي العالي لجيروسكوب الألياف الضوئية، أنتجت شركتنا جيروسكوب بحجم صغير، خفيف الوزن، استهلاك منخفض للطاقة، بداية سريعة، تشغيل بسيط، سهل الاستخدام وخصائص أخرى، على نطاق واسع تستخدم في INS، IMU، نظام تحديد المواقع، نظام تحديد الشمال، استقرار المنصة وغيرها من المجالات. إذا كنت مهتمًا بجيروسكوب الألياف الضوئية الخاص بنا، فلا تتردد في الاتصال بنا.GF50جيروسكوب الألياف البصرية القياسي العسكري ذو المحور الواحد ذو الدقة المتوسطة GF60أحادية المحور الألياف الدوران منخفضة الطاقة الألياف البصرية الدوران Imu معدل الزاوي للملاحة 
1 2
ما مجموعه 2الصفحات
Subscibe To Newsletter
من فضلك تابع القراءة، ابق على اطلاع، اشترك، ونحن نرحب بك لتخبرنا برأيك.
f y

اترك رسالة

اترك رسالة
إذا كنت مهتما بمنتجاتنا وتريد معرفة المزيد من التفاصيل ، فالرجاء ترك رسالة هنا ، وسوف نقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن.
إرسال

وطن

منتجات

واتس اب

اتصل بنا