환영 시간
환경
습도 5% ~ 98% (비응축).
작동 온도 ..................................................... -20℃ ~+50℃
보관 온도 ............................................. -40℃ ~+60℃
무게
자이로 호스트 .............................................................................................................15kg (토탈 스테이션 제외)
크기 (폭 x 높이)
자이로 호스트
신뢰성 ... MTBF ≥ 400 시간, MTTR≤30 분.
서비스 수명
방향 모드
자동화 수준이 자동입니다.
I. 소개
자이로 스코프는 관성 측정 장치로서 관성 항법, 관성 유도 및 관성 측정 시스템의 핵심 부품이며 군사 및 민간 분야에서 널리 사용됩니다. 전통적인 팽이는 부피가 크고, 전력 소비량이 높고, 간섭에 취약하며, 안정성이 떨어진다. 최근 미국 ADI 는 BGA-32 패키징 프로세스를 사용하여 크기가 7mm×7mm×3mm 에 불과한 새로운 속도 팽이 칩 ADXRS 를 출시했습니다. 이 패키지는 다른 어떤 성능 유사 팽이보다 최소 65,438+000 배, 전력 소비량 30mW, 중량 0.5g 로 기존 팽이를 잘 극복할 수 있다. ADXRS 칩으로 구성된 각속도 감지 팽이는 각속도를 정확하게 측정할 수 있으며, 각도를 측정하는 데도 사용할 수 있어 실험에서 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.
둘째, 자이로 스코프의 원리와 구조
ADXRS 시리즈 팽이는 미국 ADI 에서 제조한 것으로, 통합 마이크로기계 시스템 (iMEMS) 특허 기술과 BIMOS 기술, 내부 통합 각속도 센서 및 신호 처리 회로를 채택하고 있습니다. ADXRS 시리즈 팽이는 유사한 기능을 가진 모든 팽이에 비해 작은 크기, 전력 소비량, 충격 및 진동 내성이 좋다는 장점이 있습니다.
1, 코리올리 가속
ADXRS 시리즈 팽이는 코리올리 가속도를 이용하여 각속도를 측정합니다. 코리올리 효과의 원리는 그림 1 에 나와 있습니다. 누군가가 회전 플랫폼의 중심 근처에 서 있다고 가정하면 지면을 기준으로 한 속도는 화살표 1 의 길이로 표시됩니다. 플랫폼의 바깥쪽 가장자리에 있는 한 점으로 이동하면 1 의 긴 화살표와 같이 지면을 기준으로 속도가 증가합니다. 방사형 속도로 인한 접선 속도의 속도가 증가합니다. 이것이 코리올리 가속입니다. 각속도를 W 코리올리 가속도의 절반으로 설정하고, 나머지 절반은 일반적으로 방사형 속도의 변화에서 비롯됩니다. 양자의 합은 2wv 이다. 회전플랫폼은 반드시 2Mwv 코리올리 가속도를 가해야 하며, 사람은 동등한 반작용력을 받게 된다. 강제 생산. 사람의 질량이 M 이고 플랫폼 반지름이 R 이면 접선 속도는 wr 입니다. 사람들이 속도 V 로 방사형 R 을 따라 움직이면 접선 가속 wv 가 생성됩니다.
팽이는 코리올리 효과를 이용하여 사람이 바깥으로 움직이거나 회전플랫폼에서 움직일 때 공진질량 구성요소를 사용하여 각속도를 측정합니다. 그림 2 는 ADXRS 시리즈 팽이의 전체 마이크로기계 구조를 보여 줍니다. 이 구조는 공진기에 연결된 콘덴서 감지 구성요소를 통해 공진질량 구성요소와 그 프레임이 코리올리 효과로 인한 변위를 측정합니다. 이러한 용량 감지 컴포넌트는 모두 실리콘 재질로 만든 빔으로, 베이스보드에 부착된 두 세트의 정적 실리콘 빔과 교차하여 두 개의 공칭 값이 같은 콘덴서를 형성합니다. 각속도로 인한 변위는 시스템에서 차등 커패시턴스를 생성합니다. 스프링의 탄성 계수가 K2wv·m 인 경우 총 콘덴서가 C2wv 이면 각속도에 비례합니다. 이런 관계는 실제 응용에서 충실도가 매우 좋다. 선형 오차는 0. 1% 미만이다. MC/gK, 실리콘 빔 간격이 G 이면 미분용량 /K, 반작용력으로 인한 변위는 다음과 같습니다
자이로 스코프 구조 및 회로 구현.
ADXRS 시리즈 팽이의 폼 팩터는 7mm×7mm×3mm 이며 BGA-32 패키징 프로세스를 사용합니다. ADXRS 150 과 ADXRS300 의 두 가지 모델이 있습니다. 기능 회로는 동일합니다. 단, 전자의 범위는 150 /s 이고, 후자의 범위는 300 /s 입니다. 그림 3 은 ADXRS300 의 내부 회로 구조와 주변 회로를 보여 줍니다. 여기서 주변 회로는 주로 커패시턴스와 저항으로 구성됩니다.
핀 AVCC 는 5V 전원 전압에 연결되고, 22nF 의 펌프 용량은 일부 회로에 대해 12V 의 펌프 전압을 생성하는 데 사용됩니다. 측정된 각속도는 RATEOUT 핀에서 전압으로 출력되고, 0 /s 에서는 출력 전압이 2.5V 이고, RATEOUT 과 SUMJ 핀 사이에 저항 RoutADXRS300 이 병렬로 연결되며, 주파수-3dB 는 다음과 같이 결정됩니다. 및 콘덴서 Cout: 저통 필터를 구성하여 제한한다.
Fout = 1/(2 π? 궤멸했는가? (1)
외부 routω//rextadxrs 300 의 경우 내부 회로의 rout 180kω 범위는 300 °/ s 일 수 있으며 RATEOUT 과 SUMJ 핀 사이에 rout 300kω 저항을 제공하여 50 을 늘릴 수 있습니다 SUMJ 핀 외부에 있는 저항 RnullRATEOUT 의 0 점은 2.5V 이지만 각도 동작 범위가 비대칭일 경우 다음과 같이 계산됩니다. 접지 또는 전원 양수, 병렬 저항, 각도 모션이 대칭인 경우 범위 (예: 병렬 저항) 를 늘려 각도 속도 응답 대역폭을 조정합니다. 저항기 Rext 를 병렬로 연결했기 때문에 Rout= 180k 는
Rnull = (2)
여기서 v null 0- 보정되지 않은 경우 각속도가 0 인 출력 전압,
V null 1- 보정 후 0 전압이 필요합니다.
Rnull5V 전원 공급 장치를 받는 경우. 음수인 경우 저항 Rnull 접지 양수 값