MEMS, FOG и RLG: сравнение технологий

MEMS, волоконно-оптические и кольцевые лазерные гироскопы имеют разные возможности и ограничения. Рассказываем, чем они отличаются и для каких задач подходят лучше всего.

Современные инерциальные измерительные системы строятся на основе трех основных технологий гироскопов. Каждая из них обладает своими преимуществами и ограничениями.

MEMS IMU

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) — наиболее распространенная технология, основанная на микромеханических чувствительных элементах.

Преимущества
Сильные стороны технологии
  • Компактные размеры
  • Небольшой вес
  • Низкое энергопотребление
  • Доступная стоимость
  • Высокая надёжность
  • Возможность массового производства
Ограничения
О чём важно помнить
  • Более высокий уровень шумов
  • Меньшая долговременная стабильность
  • Чувствительность к температурным изменениям
  • Ограниченная точность по сравнению с оптическими технологиями

Сегодня MEMS IMU используются практически во всех коммерческих приложениях: беспилотных летательных аппаратах, мобильной робототехнике, автомобильной промышленности, промышленной автоматизации и портативной электронике.

Волоконно-оптические гироскопы (FOG)

Волоконно-оптические гироскопы основаны на интерференции световых волн, распространяющихся по оптическому волокну.

Преимущества
По сравнению с МЭМС
  • Значительно более высокая стабильность
  • Меньший уровень шумов
Ограничения
О чём важно помнить
  • Более высокая стоимость
  • Увеличенные размеры
  • Большее энергопотребление
FOG широко применяются в авиации, морской навигации, геодезических комплексах, мобильном лазерном сканировании, высокоточных навигационных системах.
Кольцевые лазерные гироскопы (RLG)

Кольцевые лазерные гироскопы являются наиболее точным типом инерциальных датчиков.

Такие системы используются в магистральной авиации, космической технике, стратегических навигационных комплексах, высокоточных инерциальных системах.

Преимущества
По сравнению с МЭМС
  • Минимальные значения смещения
  • Практически отсутствующее случайное блуждание
  • Исключительно высокая долговременная стабильность
Ограничения
О чём важно помнить
  • Высокая стоимость
  • Сложность конструкции
  • Значительные габариты
Сравнение технологий
Параметр MEMS FOG RLG
Размеры
Стоимость
Энергопотребление
Долговременная стабильность
Уровень шума
Точность
Массовое применение
★ — качественная оценка по 5-балльной шкале: чем больше звёзд, тем выгоднее технология по этому параметру.