Микроэлектромеханические системы (MEMS) стремительно развиваются с момента их появления в 1950-х годах. Технология, основанная на крошечных интегральных схемах и микроэлектронике на основе кремния, произвела революцию как в промышленной, так и в бытовой электронике. Для инерциальных измерительных устройств и инерциальных навигационных систем технология MEMS позволила создать множество инерциальных датчиков, включая гироскопы, акселерометры и магнитометры.
Безусловно, главным преимуществом MEMS является его чрезвычайно низкая стоимость по сравнению с аналогами FOG, обычно более чем в 10 раз. Использование менее дорогостоящих материалов, передовые производственные процессы, меньшие размеры и массовое внедрение - все это способствовало удешевлению производства MEMS. Сегодня он широко используется в различных приложениях, начиная от автомобильного GPS-навигатора, беспилотных летательных аппаратов или наведения камеры, где технология FOG просто слишком дорогостояща, чтобы иметь коммерческий смысл.
Устройства MEMS также очень компактны и легки, что позволяет использовать их в ограниченном пространстве, например, в смартфонах и игрушках. В настоящее время MEMS используются повсеместно, от бытовых до промышленных приложений в самых разных отраслях промышленности. Этот небольшой форм-фактор в значительной степени способствовал внедрению MEMS на рынке съемки с помощью беспилотных летательных аппаратов, в частности, для лидарной съемки, где требуется более высокая степень точности, но при этом они остаются относительно небольшими и легкими для установки на беспилотный летательный аппарат. В отличие от этого, FOGS значительно больше и тяжелее, что сокращает количество подходящих применений.
MEMS также менее энергоемки, чем FOGs, что позволяет увеличить время работы транспортных средств с ограниченным энергопотреблением. В сочетании с их небольшими размерами и легким весом, MEMS - это оптимальное решение для многих беспилотных транспортных средств, которым требуется наименьшее время замены (размер, вес, мощность и стоимость).
Однако у MEMS есть свои ограничения. Из-за своей механической природы и компонентов, вибрирующих с высокой частотой, MEMS более чувствительны к вибрациям, особенно на гармонических частотах. Вибрации могут усиливать шум выходного сигнала датчика, вызывая искажение, которое необходимо корректировать с помощью программного обеспечения.
Эта проблема может иметь некоторые практические последствия. Было обнаружено, что немалое количество гироскопов беспилотных летательных аппаратов имеют резонансные частоты как в звуковом, так и в ультразвуковом диапазонах, что делает их уязвимыми для шума громкоговорителей. Таким образом, можно сбить беспилотник на расстоянии с помощью "звуковой атаки", используя динамики, настроенные на нужную частоту.
MEMS также обычно подвержены ошибкам чувствительности к перегрузке при измерениях с помощью гироскопа из-за линейного ускорения, что приводит к большим погрешностям, непосредственно влияющим на точность оценки ориентации в INS. Несмотря на то, что в высокодинамичных областях, таких как беспилотные летательные аппараты, ускорение часто бывает коротким (всего несколько секунд), но интенсивным (5g и более), нельзя пренебрегать накоплением ошибок с течением времени, и их необходимо компенсировать. Корректировка производится на уровне фильтра, но добавляет еще одну степень сложности, к которой менее восприимчивы альтернативные варианты запотевания.
Мы являемся поставщиком MEMS IMU, ориентированным на Север. Если вы заинтересованы в нашей продукции, пожалуйста, свяжитесь с нами прямо сейчас!