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، والانحراف 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). يعتمد جيروسكوب MEMS على السرعة الزاوية الحساسة لقوة كوريوليس، وينقسم نظام التحكم الخاص به إلى حلقة التحكم في وضع القيادة وحلقة التحكم في وضع الكشف. فقط من خلال ضمان التتبع في الوقت الحقيقي لسعة اهتزاز وضع القيادة وتردد الرنين، يمكن لإزالة تشكيل قناة الكشف الحصول على معلومات دقيقة عن السرعة الزاوية. ستحلل هذه الورقة حلقة التحكم في وضع القيادة لـ MEMS gyro من جوانب عديدة.محرك نموذج حلقة التحكم مشروطيتم تحويل إزاحة الاهتزاز لوضع محرك جيروسكوب MEMS إلى تغيير في السعة من خلال هيكل الكشف عن مكثف المشط، ومن ثم يتم تحويل السعة إلى إشارة الجهد التي تميز إزاحة محرك الجيروسكوب من خلال دائرة الصمام الثنائي الحلقي. بعد ذلك، ستدخل الإشارة إلى فرعين على التوالي، إشارة واحدة من خلال وحدة التحكم التلقائي في الكسب (AGC) لتحقيق التحكم في السعة، وإشارة واحدة من خلال وحدة حلقة الطور المقفلة (PLL) لتحقيق التحكم في الطور. في وحدة AGC، يتم أولاً إزالة تشكيل سعة إشارة إزاحة محرك الأقراص عن طريق الضرب ومرشح الترددات المنخفضة، ثم يتم التحكم في السعة عند القيمة المرجعية المحددة من خلال رابط PI ويتم إخراج إشارة التحكم الخاصة بسعة محرك الأقراص. تكون الإشارة المرجعية المستخدمة لإزالة التشكيل المضاعفة في وحدة PLL متعامدة مع الإشارة المرجعية لإزالة التشكيل المستخدمة في وحدة AGC. بعد مرور الإشارة عبر وحدة PLL، يمكن تتبع تردد الرنين الدافع للجيروسكوب. إخراج الوحدة هو إشارة التحكم في مرحلة القيادة. يتم مضاعفة إشارتي التحكم لتوليد جهد محرك الجيروسكوب، والذي يتم تطبيقه على مشط القيادة وتحويله إلى قوة دافعة إلكتروستاتيكية لقيادة وضع محرك الجيروسكوب، وذلك لتشكيل حلقة تحكم مغلقة لوضع محرك الجيروسكوب. يوضح الشكل 1 حلقة التحكم في وضع القيادة لجيروسكوب MEMS.الشكل 1. رسم تخطيطي لهيكل التحكم في وضع الجيروسكوب MEMSمحرك وظيفة نقل مشروطوفقًا للمعادلة الديناميكية لوضع القيادة لجيروسكوب MEMS المهتز، يمكن الحصول على وظيفة النقل المستمر للمجال عن طريق تحويل لابلاس:حيث mx هي الكتلة المكافئة لوضع محرك الجيروسكوب، وωx=√kx/mx هو تردد الرنين لوضع القيادة، وQx = mxωx/cx هو عامل الجودة لوضع القيادة.رابط تحويل الإزاحة والسعةوفقًا لتحليل سعة الكشف لأسنان المشط، يكون رابط تحويل سعة الإزاحة خطيًا عند تجاهل تأثير الحافة، ويمكن التعبير عن كسب السعة التفاضلية المتغيرة مع الإزاحة على النحو التالي:حيث nx هو عدد الأمشاط النشطة المدفوعة بالوضع الجيروسكوبي، ε0 هو ثابت العزل الكهربائي الفراغي، hx هو سمك أمشاط اكتشاف القيادة، lx هو طول التداخل لأمشاط اكتشاف القيادة النشطة والثابتة في حالة الراحة، وdx هو المسافة بين الأسنان.وصلة تحويل السعة والجهددائرة تحويل الجهد والمكثف المستخدمة في هذه الورقة هي دائرة الصمام الثنائي الحلقي، ويظهر الرسم التخطيطي لها في الشكل 2.الشكل 2: رسم تخطيطي لدائرة الصمام الثنائي الدائريفي الشكل، C1 وC2 عبارة عن مكثفات كشف تفاضلي للجيروسكوب، وC3 وC4 عبارة عن مكثفات إزالة التشكيل، وVca عبارة عن سعات موجة مربعة. مبدأ العمل هو: عندما تكون الموجة المربعة في نصف دورة موجبة، يتم تشغيل الصمام الثنائي D2 وD4، ثم يقوم المكثف C1 بشحن C4 وC2 بشحن C3؛ عندما تكون الموجة المربعة في نصف فترة موجبة، يتم تشغيل الثنائيات D1 و D3، ثم يتم تفريغ المكثف C1 إلى C3 وC2 إلى C4. بهذه الطريقة، بعد عدة دورات موجة مربعة، سوف يستقر الجهد على المكثفات المنزوعة التشكيل C3 وC4. التعبير عن الجهد هو:بالنسبة لجيروسكوب السيليكون الميكروميكانيكي الذي تمت دراسته في هذا البحث، تكون سعته الثابتة في حدود عدة pF، ويكون تباين السعة أقل من 0.5pF، بينما تكون سعة إزالة التشكيل المستخدمة في الدائرة في حدود 100 pF، لذلك هناك CC0》∆C وC2》∆C2، ويتم الحصول على كسب تحويل جهد المكثف عن طريق تبسيط الصيغة:حيث Kpa هو عامل التضخيم للمضخم التفاضلي، وC0 هي سعة إزالة التشكيل، وC هي السعة الثابتة لسعة الكشف، وVca هي سعة الموجة الحاملة، وVD هو انخفاض الجهد في الصمام الثنائي.وصلة تحويل السعة والجهديعد التحكم في الطور جزءًا مهمًا من التحكم في محرك جيروسكوب MEMS. يمكن لتقنية الحلقة المقفلة الطور تتبع تغير تردد إشارة الإدخال في نطاق التردد الذي تم التقاطه وقفل تحول الطور. لذلك، تستخدم هذه الورقة تقنية الحلقة المقفلة الطور للدخول إلى التحكم في الطور للجيروسكوب، ويظهر الرسم التخطيطي لهيكلها الأساسي في الشكل 3.شكل. 3 رسم تخطيطي للهيكل الأساسي لـ PLLPLL هو نظام تنظيم تلقائي لمرحلة التغذية المرتدة السلبية، ويمكن تلخيص مبدأ عمله على النحو التالي: يتم إدخال إشارة الإدخال الخارجية ui(t) وإشارة التغذية المرتدة uo(t) من VCO إلى تمييز الطور في نفس الوقت أكمل مقارنة الطور بين الإشارتين، ويخرج طرف الخرج لتمييز الطور إشارة جهد خطأ ud(t) تعكس فرق الطور θe(t) للإشارتين؛ ستقوم الإشارة من خلال مرشح الحلقة بتصفية المكونات عالية التردد والضوضاء، والحصول على مذبذب التحكم في الجهد uc(t)، وسيقوم مذبذب التحكم في الجهد بضبط تردد إشارة الخرج وفقًا لجهد التحكم هذا، بحيث يقترب تدريجيًا إلى تردد إشارة الدخل وإشارة الخرج النهائية uo(t)، عندما يكون تردد ui(t) مساويًا لـ uo(t) أو قيمة مستقرة، تصل الحلقة إلى حالة القفل.التحكم التلقائي في الكسبالتحكم التلقائي في الكسب (AGC) هو نظام ردود فعل سلبية ذو حلقة مغلقة مع التحكم في السعة، والذي، جنبًا إلى جنب مع حلقة قفل الطور، يوفر اهتزازًا ثابتًا للسعة والطور لوضع محرك الجيروسكوب. يظهر مخطط هيكلها في الشكل 4.الشكل 4. مخطط كتلة هيكل التحكم التلقائي في الكسبيمكن تلخيص مبدأ العمل للتحكم التلقائي في الكسب على النحو التالي: يتم إدخال إشارة ui(t) مع معلومات إزاحة محرك الجيروسكوب إلى رابط اكتشاف السعة، ويتم استخراج إشارة سعة إزاحة المحرك عن طريق إزالة التشكيل المضاعف، ثم التردد العالي يتم تصفية المكون والضوضاء بواسطة مرشح الترددات المنخفضة؛ في هذا الوقت، تكون الإشارة عبارة عن إشارة جهد تيار مستمر نقية نسبيًا تميز إزاحة محرك الأقراص، ثم تتحكم في الإشارة عند القيمة المرجعية المحددة من خلال رابط PI، وتخرج الإشارة الكهربائية ua(t) التي تتحكم في سعة محرك الأقراص لإكمالها التحكم في السعة.خاتمةفي هذا البحث، تم تقديم حلقة التحكم في وضع القيادة لجيروسكوب MEMS، بما في ذلك النموذج، وتحويل سعة القفل، وتحويل السعة والجهد، وحلقة قفل الطور، والتحكم التلقائي في الكسب. باعتبارها شركة مصنعة لمستشعر الجيروسكوب MEMS، أجرت شركة Micro-Magic Inc بحثًا تفصيليًا حول الجيروسكوبات MEMS، وغالبًا ما قامت بنشر ومشاركة المعرفة ذات الصلة بجيروسكوب MEMS. للحصول على فهم أعمق لجيروسكوب MEMS، يمكنك الرجوع إلى معلمات MG-501 وMG1001.إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن منتجات MEMS، فيرجى الاتصال بنا. MG502ميمس جيروسكوب MG502   

النقاط الرئيسيةالمنتج: جيروسكوب MEMS من فئة الملاحةالميزات الرئيسية:المكونات: جيروسكوب MEMS لقياس السرعة الزاوية بدقة.الوظيفة: توفر بيانات ملاحة عالية الدقة مع انحراف منخفض، ومناسبة للملاحة المستقرة وطويلة الأمد.التطبيقات: مثالية للطيران وتوجيه الصواريخ التكتيكية والملاحة البحرية والروبوتات الصناعية.الأداء: يتميز بعدم الاستقرار المنخفض والانجراف العشوائي، مما يوفر أداءً موثوقًا به بمرور الوقت.المقارنة: تلبي الطرازات المختلفة (MG-101، MG-401، MG-501) احتياجات الدقة المختلفة، حيث توفر MG-101 أعلى دقة.جيروسكوب MEMS هو نوع من أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي لقياس السرعة الزاوية أو الإزاحة الزاوية. ولديها آفاق تطبيق واسعة في قطع الأشجار، وتوجيه الأسلحة، والفضاء، والتعدين، والمسح ورسم الخرائط، والروبوتات الصناعية، والإلكترونيات الاستهلاكية. نظرًا لاختلاف متطلبات الدقة في مختلف المجالات، تنقسم جيروسكوبات MEMS إلى ثلاثة مستويات في السوق: مستوى الملاحة، والمستوى التكتيكي، ومستوى المستهلك.ستقدم هذه الورقة جيروسكوب الملاحة MEMS بالتفصيل وستقارن معلماته. سيتم تفصيل ما يلي من خلال المؤشرات الفنية لجيروسكوب MEMS، وتحليل انجراف الجيروسكوب ومقارنة ثلاثة جيروسكوبات MEMS من فئة الملاحة.المواصفات الفنية لجيروسكوب MEMSجيروسكوب MEMS المثالي هو أن إخراج محوره الحساس يتناسب مع المعلمات الزاوية المدخلة (الزاوية، المعدل الزاوي) للمحور المقابل للحامل تحت أي ظرف من الظروف، وغير حساس للمعلمات الزاوية لمحوره المتقاطع، ولا هل هي حساسة لأي معلمات محورية غير زاوية (مثل تسارع الاهتزاز والتسارع الخطي). تظهر المؤشرات الفنية الرئيسية لجيروسكوب MEMS في الجدول 1.المؤشر الفنيوحدةمعنىنطاق القياس(°)/ثحساسة بشكل فعال لنطاق السرعة الزاوية المدخلاتصفر التحيز(°)/ساعةخرج الجيروسكوب عندما يكون معدل الإدخال في الجيروسكوب صفراً. نظرًا لاختلاف المخرجات، عادةً ما يتم استخدام معدل الإدخال المكافئ لتمثيل نفس نوع المنتج، وكلما كان الانحياز الصفري أصغر، كان ذلك أفضل؛ نماذج مختلفة من المنتجات، وليس أصغر التحيز الصفري، كلما كان ذلك أفضل.التكرار التحيز(°)/ح(1σ)تحت نفس الشروط وعلى فترات محددة (متعاقبة، يوميا، كل يومين...) درجة التوافق بين القيم الجزئية للقياسات المتكررة. يتم التعبير عنها بالانحراف المعياري لكل إزاحة مقاسة. الأصغر هو الأفضل لجميع الجيروسكوبات (قم بتقييم مدى سهولة التعويض عن الصفر)الانجراف صفر(°)/ثمعدل التغير الزمني لانحراف مخرج الجيروسكوب عن الخرج المثالي. يحتوي على مكونات عشوائية ومنهجية ويتم التعبير عنه من حيث الإزاحة الزاوية المدخلة المقابلة بالنسبة إلى الفضاء بالقصور الذاتي في وحدة الزمن.عامل الحجمV/(°)/s、mA/(°)/sنسبة التغير في المخرجات إلى التغير في المدخلات المراد قياسها.عرض النطاق التردديHzفي اختبار خصائص التردد للجيروسكوب، تم النص على تقليل نطاق التردد المقابل لسعة السعة المقاسة بمقدار 3 ديسيبل، ويمكن تحسين دقة الجيروسكوب عن طريق التضحية بعرض النطاق الترددي للجيروسكوب.الجدول 1: المؤشرات الفنية الرئيسية لجيروسكوب MEMSتحليل الانجراف الجيروسكوبإذا كان هناك عزم دوران تداخل في الجيروسكوب، فسوف ينحرف عمود الدوار عن السمت المرجعي المستقر الأصلي ويشكل خطأ. تسمى زاوية انحراف محور الدوار بالنسبة إلى سمت الفضاء بالقصور الذاتي (أو السمت المرجعي) في وحدة الزمن بمعدل الانجراف الجيروسكوبي. المؤشر الرئيسي لقياس دقة الجيروسكوب هو معدل الانجراف.ينقسم الانجراف الجيروسكوبي إلى فئتين: أحدهما منهجي، والقانون معروف، ويسبب انجرافًا منتظمًا، ويمكن تعويضه بالكمبيوتر؛ أما النوع الآخر فهو ناجم عن عوامل عشوائية، مما يسبب الانجراف العشوائي. يتم التعبير عن معدل الانجراف المنهجي بواسطة الإزاحة الزاوية لكل وحدة زمنية، ويتم التعبير عن معدل الانجراف العشوائي بواسطة القيمة الجذرية لمتوسط مربع الإزاحة الزاوية لكل وحدة زمنية أو الانحراف المعياري. النطاق التقريبي لمعدلات الانجراف العشوائي لأنواع مختلفة من الجيروسكوبات التي يمكن الوصول إليها في الوقت الحاضر موضح في الجدول 2.نوع الجيروسكوبمعدل الانجراف العشوائي/(°)·ح-1جيروسكوب محمل بالكرة10-1جيروسكوب ذو محمل دوار1-0.1جيروسكوب تعويم سائل0.01-0.001جيروسكوب تعويم الهواء0.01-0.001جيروسكوب تم ضبطه ديناميكيًا0.01-0.001جيروسكوب كهرباء0.01-0.0001جيروسكوب رنين نصف كروي0.1-0.01حلقة جيروسكوب الليزر0.01-0.001جيروسكوب الألياف الضوئية1-0.1الجدول 2: معدلات الانجراف العشوائي لأنواع مختلفة من الجيروسكوبات يظهر في الجدول 3 النطاق التقريبي لمعدل الانجراف العشوائي للجيروسكوب الذي تتطلبه التطبيقات المختلفة. المؤشر النموذجي لدقة تحديد المواقع لنظام الملاحة بالقصور الذاتي هو 1 ن ميل / ساعة (1 ن ميل = 1852 م)، الأمر الذي يتطلب أن يصل معدل الانجراف العشوائي للجيروسكوب إلى 0.01(°)/ساعة، وبالتالي فإن الجيروسكوب بمعدل انجراف عشوائي قدره 0.01(°)/ساعة يُسمى عادةً جيروسكوب الملاحة بالقصور الذاتي.طلبمتطلبات معدل الانجراف العشوائي الجيروسكوب/(°)·h-1معدل الجيروسكوب في نظام التحكم في الطيران150-10جيروسكوب عمودي في نظام التحكم في الطيران30-10جيروسكوب الاتجاه في نظام التحكم في الطيران10-1نظام التوجيه بالقصور الذاتي للصواريخ التكتيكية1-0.1البوصلة الجيروسكوبية البحرية، نظام وضع الاتجاه الجانبي للمدفعية، نظام الملاحة بالقصور الذاتي للمركبة الأرضية0.1-0.01أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي للطائرات والسفن0.01-0.001الصاروخ الاستراتيجي، نظام التوجيه بالقصور الذاتي لصواريخ كروز0.01-0.0005الجدول 3: متطلبات معدل الانجراف العشوائي للجيروسكوب في التطبيقات المختلفة مقارنة بين ثلاثة جيروسكوبات MEMS للملاحةسلسلة MG من شركة Micro-Magic Inc عبارة عن جيروسكوب MEMS من فئة الملاحة يتمتع بمستوى عالٍ من الدقة لتلبية احتياجات المجالات المختلفة. يقارن الجدول التالي النطاق وعدم استقرار التحيز والمشي العشوائي الزاوي واستقرار التحيز وعامل القياس وعرض النطاق الترددي والضوضاء.　إم جي-101إم جي-401إم جي-501النطاق الديناميكي (درجة/ثانية)±100±400±500عدم الاستقرار المتحيز (درجة / ساعة)0.10.52المشي العشوائي الزاوي (°/√h)0.0050.025 ~ 0.050.125-0.1استقرار التحيز (1σ 10 ثانية) (درجة / ساعة)0.10.52~5الجدول 4: جدول مقارنة المعلمات لثلاثة جيروسكوبات MEMS من فئة الملاحةآمل أنه من خلال هذه المقالة، يمكنك فهم المؤشرات الفنية لجيروسكوب MEMS للملاحة والعلاقة المقارنة بينهما. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن جيروسكوب MEMS، فيرجى مناقشة ذلك معنا. MG502ميمس جيروسكوب MG502  

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  

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