АО «ГИРООПТИКА» ознаменовало своё 26-летие созданием замкнутого конструкторско-технологического комплекса по разработке и производству микросистемной техники. Это одно из ведущих отечественных предприятий, чьи компетенции сосредоточены в области разработки и производства МЭМС-преобразователей линейного ускорения и угловой скорости, инерциальных измерительных приборов и навигационных систем.
Выбранный в 1997 г. вектор развития компании подразумевал под собой отказ от аутсорсинга и интеграцию основных технологических операций внутри предприятия. Ключом к успеху стало сочетание научной, проектно-конструкторской и производственной деятельности в творческом коллективе. 25% сотрудников предприятия имеют кандидатские или докторские степени в области технических наук. На счету АО «ГИРООПТИКА» более 150 научно-технических публикаций в отраслевых журналах. Показателем продуктивности выбранного подхода служит и весомый объём технологических и инженерных решений компании, защищённых патентами РФ.
К 2014 году за счёт освоения ключевых компетенций на единой научно-производственной площадке в г. Санкт-Петербурге компанией была реализована концепция производства „in-house production“. Совершив ряд технологических прорывов, АО «ГИРООПТИКА» продолжает совершенствовать процессы и наращивает на собственном производстве количество операций, аналогов которым нет в России.
Тенденции развития современных МЭМС-систем целиком соответствуют концепции „More Than Moore“, когда потребность в уменьшении размеров одновременно требует и расширения их интеллектуальных функций. В 2017 г. были выпущены первые МЭМС-системы, предназначенные для эксплуатации в малогабаритных устройствах. За счёт изменения процесса монтажа составных частей габаритные размеры были снижены на 10% по сравнению с выпускавшимися ранее. Излишне говорить, что таким образом было достигнуто не формальное, а подлинное импортозамещение в наиболее чувствительных областях отечественной техники.
История миниатюризации инерциальных измерительных и навигационных модулей АО «ГИРООПТИКА» проиллюстрирована на рисунке 1.
Приведённые данные отражают состояние изделий для жёстких условий эксплуатации, имеющих механически прочные корпуса. Самый миниатюрный блок, предлагаемый сегодня компанией, весит не более 50 г и по своему объёму не превышает 37 см3. Встраиваемые OEM-блоки имеют ещё более компактные размеры и меньший вес.
В соответствии с планом развития АО «ГИРООПТИКА» системно наращивает продуктовый портфель с целью расширения присутствия на перспективных рынках. Ряд измерительных блоков и навигационных систем был адаптирован или разработан заново для применения в беспилотных летательных и наземных аппаратах, на коммерческом автомобильном и железнодорожном транспорте, в дефектоскопах, в буровых машинах и в робототехнике.
Краткое описание назначения модулей, характеристики которых приведены в таблице 1:
- БИЧЭ (блок инерциальных чувствительных элементов) – миниатюрное решение для определения линейных ускорений и угловых скоростей объекта для дальнейшего вычисления его положения в пространстве и стабилизации в системах более высокой интеграции;
- гировертикаль – решение для определения направления истинной вертикали места или плоскости горизонта, а также измерения углов наклона (крена и тангажа) объекта относительно этой плоскости;
- курсовертикаль – мобильное решение, которое позволяет, помимо углов наклона (крена и тангажа), измерять курс объекта;
- БИНС (бесплатформенная инерциальная навигационная система) – система для решения сложных задач навигации, ориентации и стабилизации подвижных объектов. Обеспечивает непрерывную выработку информации о курсе, координатах, скорости движения и параметрах угловой ориентации объекта. Возможно комплексирование со спутниковой навигационной системой (СНС) и магнетометрическими преобразователями по тесно связанному алгоритму.
Конструктивной особенностью рассматриваемых изделий является применение в преобразователях капсулированных микромеханических чувствительных элементов в сочетании со специализированной сверхбольшой интегральной схемой (СБИС СнК) многофункционального назначения, обрабатывающей цифровую и аналоговую информацию в одном кристалле. Благодаря применению нанотехнологий при формировании слоёв газопоглотителей, технологий травления и анодной сварки пластин стекло–кремний–стекло, капсулированные микромеханические чувствительные элементы изготавливаются полностью по групповой технологии с сохранением требуемого уровня вакуума на протяжении всего жизненного цикла изделия.
Гибкая, быстро переналаживаемая система автоматического проектирования микромеханических структур и широкая номенклатура функциональных возможностей, заложенная в СБИС СнК, позволяют обеспечивать режимы самотестирования и контроля текущего значения параметров при долгосрочном хранении и эксплуатации в составе аппаратуры высшего уровня интеграции.
Из новейших разработок особого внимания заслуживает блок БИЧЭ-100-мини (см. рис. 2). В отличие от других изделий, этот прибор универсален с точки зрения эксплуатации и может быть выполнен в двух габаритных исполнениях:
- корпусное исполнение IP67: габаритные размеры 67,9×51×31,5 мм, масса 150 г, разъём – вилка МР1-19-1-В;
- бескорпусное исполнение: габаритные размеры 39,4×40,4×22 мм, масса 50 г, разъём – розетка Harwin M80-8980705.
БИЧЭ-100-мини можно использовать как в корпусе, т.е. с крышкой и основанием, так и в бескорпусном исполнении. Функциональное назначение остаётся прежним – определение линейного ускорения и угловой скорости объекта с целью вычисления его местоположения и стабилизации.
Общие для всех исполнений БИЧЭ-100-мини технические характеристики:
- напряжение питания 12 В;
- ток потребления 0,2 А;
- интерфейс RS-232;
- время готовности 5 с;
- диапазон рабочих температур от –55 до +60°С;
- частота выдачи данных до 1 кГц;
- полоса пропускания до 300 Гц;
- ударопрочность 100g в течение 3–4 мс.
Подтверждённые функциональные показатели преобразователей угловой скорости и линейного ускорения из состава БИЧЭ-100-мини приведены соответственно в таблицах 2 и 3.
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
