به عنوان یک وسیله کلیدی که قادر به جداسازی تداخل حرکت حامل و ارائه یک مرجع نگرش پایدار برای بارها است، سکوهای تثبیت شده به طور گسترده در زمینه های اصلی مختلف مانند هوا فضا، تجهیزات نظامی، الکترونیک غیرنظامی و آزمایش های صنعتی استفاده می شوند. عملکرد آنها مستقیماً دقت کار و قابلیت اطمینان دستگاه های بار را تعیین می کند. به عنوان مولفه حسگر اینرسی اصلی سکوهای تثبیت شده،ژیروسکوپهای دو محوری MEMS (Micro{1}}الکترو-سیستمهای مکانیکی)با مزایای منحصر به فرد خود از جمله اندازه کوچک، وزن سبک، مصرف انرژی کم، هزینه قابل کنترل و پاسخ سریع، به تدریج جایگزین ژیروسکوپ های مکانیکی سنتی و ژیروسکوپ های لیزری شده اند و به پشتیبان اصلی پلت فرم های تثبیت شده مدرن برای دستیابی به-کنترل نگرش با دقت بالا تبدیل شده اند. نقش آنها در کل فرآیند تشخیص اغتشاش، بازخورد نگرش، و جبران دقیق سکوهای تثبیت شده انجام می شود، و آنها هسته کلیدی برای اطمینان از عملکرد پایدار پلت فرم های تثبیت شده و بهبود عملکرد سیستم هستند.
عملکرد اصلی ژیروسکوپهای MEMS دو محوره شناسایی تغییرات سرعت زاویهای دو محوره پلتفرمهای تثبیتشده در زمان واقعی و با دقت است، که از دادههای خام قابلاعتماد برای کنترل وضعیت پلتفرم پشتیبانی میکند، که همچنین پیشفرض اساسی برای پلتفرمهای تثبیتشده برای دستیابی به عملکرد "تثبیت نگرش" است. خواسته اصلی سکوهای تثبیت شده جداسازی اختلال نگرش حامل (مانند هواپیما، وسایل نقلیه، کشتی ها، ماهواره ها و غیره) است، به طوری که بار (مانند دوربین های نوری، رادارها، پرتابگرهای سلاح، ابزار تشخیص و غیره) همیشه یک نگرش یا اشاره فضایی پایدار داشته باشد. بر اساس اثر نیروی کوریولیس، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره، از طریق ساختارهای ارتعاشی ساخته شده بر روی ویفرهای سیلیکونی با فناوری ریزساخت، میتوانند با حساسیت تغییرات سرعت زاویهای سکو را حول دو محور حساس متعامد به تصویر بکشند، سیگنالهای چرخش مکانیکی را به سیگنالهای چرخش مکانیکی، و سیگنالهای پارامتر خروجی از پلت فرم تبدیل کنند. در زمان واقعی. با سرعت پاسخ سریع و حساسیت بالا، آنها می توانند اختلالات نگرش کوچک را ضبط کنند، اطلاعات بازخورد دقیق و به موقع برای کنترل جبران بعدی ارائه دهند، و نقاط درد ژیروسکوپ های سنتی مانند پاسخ آهسته و ناتوانی در ثبت اختلالات ظریف را حل کنند.
در{0}}کنترل حلقه بسته، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره نقش اصلی "نظارت و بازخورد نگرش" را ایفا میکنند، که یک پیوند کلیدی برای پلتفرمهای تثبیتشده برای دستیابی به جبران پویا و حفظ ثبات نگرش است. مکانیسم کار یک پلت فرم تثبیت شده تشخیص اختلال حامل، هدایت محرک برای ایجاد حرکت معکوس و جبران انحراف نگرش ناشی از اختلال است. تحقق این فرآیند کاملاً بر-بازخورد زمان واقعی ژیروسکوپهای MEMS دو محوره- متکی است. هنگامی که حامل متحمل تغییراتی در نگرش می شود (مانند کشتی هایی که در امواج اقیانوس می چرخند، هواپیما در حین پرواز برخورد می کند، تانک ها تکان می خورند)، ژیروسکوپ MEMS دو محوره بلافاصله تغییرات سرعت زاویه ای مربوطه را تشخیص می دهد و سیگنال را به کنترل کننده سکو ارسال می کند. کنترلکننده انحراف نگرش را بر اساس دادههای خروجی دقیق توسط ژیروسکوپ محاسبه میکند و سپس محرک را مانند یک موتور سروو برای کنترل قابهای داخلی و خارجی سکوی تثبیتشده به حرکت در میآورد تا حرکتی خلاف جهت اختلال و از نظر بزرگی برابر ایجاد کند، جبران نگرش را درک کرده و اطمینان حاصل کند که بار در همه زمانها ثابت میماند. برای مثال، در سکوی تثبیت شده دو محوره یک غلاف نوری{11}الکتروی هوابرد، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره به ترتیب روی حلقه داخلی (حلقه پیچ) و حلقه بیرونی (حلقه آزیموت) نصب میشوند تا سرعت زاویهای چرخشی را در زمان واقعی تشخیص دهند. کنترلکننده موتور را هدایت میکند تا مطابق سیگنال بازخورد تنظیم شود، ارتعاش هواپیمای حامل را جدا میکند، اطمینان میدهد که بار الکتریکی{14}میتواند هدف را بهطور پایدار ردیابی کند، و از کاهش دقت تشخیص ناشی از اختلال حامل جلوگیری میکند.
ویژگیهای کوچکسازی و مصرف انرژی کم ژیروسکوپهای MEMS دو محوره، کوچکسازی و توسعه سبکوزن پلتفرمهای تثبیتشده را ارتقا داده و سناریوهای کاربردی آنها را گسترش داده است، که یکی از مزایای اصلی آنها در مقایسه با ژیروسکوپهای سنتی است. ژیروسکوپهای مکانیکی سنتی و ژیروسکوپهای لیزری از نظر اندازه بزرگ، وزن سنگین و مصرف انرژی بالا هستند که استفاده از آنها را برای پلتفرمهای تثبیتشده کوچک و قابل حمل دشوار میکند. در مقابل، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره را میتوان روی تراشههای کوچک، با اندازه چند میلیمتر، وزنی به وزن دهها گرم، و مصرف انرژی تنها از چند میلیوات تا دهها میلیوات، ادغام کرد. آنها را می توان به طور انعطاف پذیر در فضای محدود بدون اشغال فضای حامل اضافی یا افزایش بار کلی پلت فرم نصب کرد و به طور موثر ارتقاء سکوهای تثبیت شده را به سمت کوچک سازی و سبک وزن ارتقا داد. این مزیت کاربرد گسترده آنها را در سناریوهایی مانند گیمبال های هوایی کوچک پهپاد، سکوهای قابل حمل تثبیت شده اکتشاف زمین شناسی و سیستم های تثبیت راداری کوچک کشتی را ممکن کرده است. برای مثال، در عکاسی هوایی پهپاد، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره در سیستم تثبیت کننده گیمبال ادغام میشوند تا لرزش وضعیت پهپاد را در زمان واقعی شناسایی کنند، گیمبال را به سرعت جبران کند، و تصاویر واضح و پایدار را تضمین کند. در تجهیزات قابل حمل اکتشاف زمین شناسی، سکوی تثبیت شده که توسط ژیروسکوپ های MEMS دو محوره پشتیبانی می شود، می تواند لرزش تجهیزات را در زمین های پیچیده جدا کرده و دقت جمع آوری داده های اکتشافی را بهبود بخشد.
در پلتفرمهای تثبیتشده در زمینههای مختلف، نقش مهم ژیروسکوپهای MEMS دو محوره-ارزش هدفمندی را ارائه میکند و به «ضمانت اصلی» برای عملکرد عادی پلتفرمهای تثبیتشده در زمینههای مختلف تبدیل میشود. در زمینه هوافضا، پلتفرم تثبیت شده دو محوره ماهوارهها به ژیروسکوپهای MEMS دو محوره متکی است تا تغییرات نگرش ماهوارهها را در اثر تداخل فضایی مانند فشار تشعشع خورشیدی و میدان گرانشی ناهموار زمین در زمان واقعی تشخیص دهد، و از عملکرد پایدار محمولههای ماهوارهای و کنترل محمولههای ماهوارهای (مانند دوربینهای ماهوارهای را تضمین میکند). دقت رصد زمین و ارتباطات ماهواره ای در زمینه غیرنظامی، در سکوی تثبیت شده جستجو و نجات دریایی، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره-میتوانند دوربین کروی 360- را ثابت نگه دارند و اطمینان حاصل کنند که اهداف دریایی میتوانند به وضوح در طول فرآیند جستجو و نجات ضبط شوند و جستجو و نجات را بهبود بخشند. در زمینه صنعتی، در پلتفرم تثبیت شده با اثرگذار نهایی رباتهای صنعتی، ژیروسکوپهای دو محوره MEMS تغییرات نگرش مشترک را در زمان واقعی تشخیص میدهند، حرکت پایدار و مسیر دقیق بازوی رباتیک را تضمین میکنند و دقت تولید و مونتاژ را بهبود میبخشند.
علاوه بر این، ویژگیهای تولید انبوه پایین-و آسان ژیروسکوپهای MEMS دو محوره-هزینه ساخت پلتفرمهای تثبیتشده را کاهش داده و کاربرد-در مقیاس بزرگ آنها را ارتقا داده است. در مقایسه با ژیروسکوپهای لیزری سنتی و ژیروسکوپهای فیبر نوری، ژیروسکوپهای MEMS دو محوره از فناوری پردازش مکانیکی میکرو-الکترو{6} استفاده میکنند که میتواند تولید انبوه را محقق کند و هزینه یک دستگاه را تا حد زیادی کاهش دهد. این امر باعث میشود تا پلتفرمهای تثبیتشده بهطور گسترده در زمینههای حساس به هزینهها مانند تجهیزات الکترونیکی مصرفی و آزمایشهای عمرانی استفاده شوند، و محدودیتهایی را که پلتفرمهای تثبیتشده با دقت بالا سنتی گران هستند و محبوبیت آن دشوار است، شکسته است. در عین حال، از طریق بهینهسازیهای فنی مانند جبران دما و کاهش نویز، دقت ژیروسکوپهای MEMS دو محوره بهطور مداوم بهبود یافته است که میتواند نیازمندیهای دقت بالای پلتفرمهای تثبیتشده برای سیستمهای تسلیحات تاکتیکی و تجهیزات شناسایی با دقت بالا{12} را برآورده کند.{12}}
به طور خلاصه،ژیروسکوپ های MEMS دو محور-نقش اصلی تشخیص نگرش، بازخورد{0}زمان واقعی، و جبران دقیق در پلتفرم های تثبیت شده را بازی کنید. آنها نه تنها پشتیبانی حسگر اینرسی قابل اعتماد را برای پلتفرم های تثبیت شده ارائه می کنند، از دقت کار و پایداری دستگاه های بار اطمینان می دهند، بلکه مزایای آنها در کوچک سازی، مصرف انرژی کم و هزینه کم باعث ارتقاء فناوری و گسترش کاربرد پلت فرم های تثبیت شده می شود. ژیروسکوپهای MEMS دو محوره چه در زمینههای-بالا مانند هوافضا و تجهیزات نظامی، چه در زمینههای معمولی مانند الکترونیک غیرنظامی و آزمایشهای صنعتی، اجزای اصلی ضروری سکوهای تثبیتشده هستند. بهبود عملکرد آنها مستقیماً بهینه سازی عملکرد کلی پلت فرم های تثبیت شده را هدایت می کند و پشتیبانی مهمی را برای توسعه فناوری در زمینه های مختلف ارائه می دهد.