Новые разработки МЭМС ООО «Лаборатория Микроприборов»

ООО «Лаборатория Микроприборов» (ООО «ЛМП») занимается разработкой, производством, внедрением и реализацией научно-технической продукции в области инерциальной микромеханики. Основная сфера деятельности предприятия – создание инерциальных датчиков и систем, однако развиваются и сопутствующие компетенции в области программного обеспечения и методологии проведения калибровки и испытаний инерциальных измерительных систем. Продукция компании ориентирована на рынок гражданских и специальных применений инерциальных технологий. Особенностью продукции является то, что она занимает нишу на стыке дешёвых систем широкого потребления и высокоточных очень дорогих систем на основе волоконно-оптических, лазерных и других гироскопов, формируя конкурентно привлекательный продукт с хорошим соотношением цена–качество.

Среди продукции компании выделяются МЭМС-датчик угловой скорости (ДУС) серии 201МСУ1У (см. рис. 1) и МЭМС-акселерометр серии 202МСУ1Л (см. рис. 2). Главная особенность этих датчиков – применение чувствительных элементов собственного производства. Это позволяет гибко модернизировать ДУС и акселерометр для максимально полного удовлетворения потребностей заказчиков. Кроме того, такой подход позволяет в значительной мере снизить негативный эффект зависимости от импортных инерциальных датчиков.

В МЭМС ДУС серии 201МСУ1У в качестве чувствительного элемента применяется кольцевой резонатор новой конструкции собственного производства. Это позволяет улучшить точность и стабильность параметров, повысить стойкость к внешним воздействиям. Датчик угловой скорости предназначен для непрерывного измерения проекции угловой скорости на измерительную ось. Выходной сигнал датчика – аналоговый, напряжение от 0 до 5 В. Датчик выполнен в виде компактного устройства в металлическом корпусе с габаритными размерами 51×37×23 мм (без провода).

Диапазон измерения МЭМС ДУС составляет ±400°/с. По запросу потребителя диапазон измерения может быть изменён в широких пределах.

Основные характеристики МЭМС ДУС:

Использование отрицательной об-ратной связи в схеме управления кольцевым резонатором МЭМС ДУС привело к увеличению стабильности нулевого сигнала и масштабного коэффициента в диапазоне рабочих температур. Дальнейшее снижение температурной погрешности нулевого сигнала достигается в версии МЭМС ДУС с цифровым выходом – за счёт применения продвинутых алгоритмов компенсации.

Отличительной особенностью МЭМС ДУС серии 201МСУ1У является высокая прочность и устойчивость к механическим воздействиям. Испытания опытных образов показали, что датчик является стойким к механическим ударам одиночного действия величиной до 7000g.

В МЭМС-акселерометре серии 202МСУ1Л применяется ёмкостный чувствительный элемент маятникового типа собственного производства. Преобразование ёмкости сенсора в цифровой код осуществляется с использованием высокоточного 24-разрядного SD-конвертора. МЭМС-акселерометр поставляется в герметичном металлостеклянном корпусе с габаритами 19,5×14,5×5 мм. Выходной сигнал датчика – цифровой. Обмен данными осуществляется по интерфейсу I²C.

Основные характеристики МЭМС- акселерометра:

Использование чувствительного эле-мента оригинальной конструкции позволило соблюсти необходимый баланс между высокой чувствительностью и повышенной стойкостью к воздействию внешних факторов. В результате смещение нуля МЭМС-акселерометра 202МСУ1Л, как и у гораздо более дорогих акселерометров компенсационного типа, не изменяется при вибрации основания. Высокая стабильность позволяет применять данный датчик в составе инклинометра, предназначенного для использования в сложных условиях эксплуатации. Этому способствует и высокая повторяемость нулевого сигнала после воздействия механических ударов.

В настоящее время ООО «ЛМП» сов-местно с заказчиками проводит испытания МЭМС-акселерометра 203МСУ1Л-1Ц (см. рис. 3), где в качестве датчика используется 202МСУ1Л, а для обработки сигнала применён 32-разрядный микроконтроллер с ядром Cortex-M0.

Таким образом удалось снизить температурную погрешность датчика до уровня менее 20mg в диапазоне рабочих температур –50…+85°С.

Отличительными особенностями МЭМС-акселерометра серии 202МСУ1Л являются малые габариты, высокая чувствительность, цифровой выход и стойкость к механическим воздействиям.

Разработанные в компании «Лаборатория Микроприборов» МЭМС-акселерометры и ДУС предназначены для построения систем ориентации и навигации, стабилизации платформ, создания охранных комплексов, для систем управления робототехническими комплексами и беспилотными летательными аппаратами, а также для решения других задач.

Одним из примеров успешного взаимодействия производителя с конечными потребителями является внедрение технических решений ООО «ЛМП» в систему управления беспилотным автомобилем совместно с командой кафедры «Организация и безопасность движения» университета МАДИ. Датчики, разработанные и изготовленные зеленоградской компанией, применяются в системах стабилизации спутниковых антенн ООО «Технологии Радиосвязи». Ещё одним образцом успешного внедрения отечественной сенсорной продукции служит комплексная дорожная лаборатория «Трасса», разработанная ООО «Спецдортехника».

Расширенный температурный диапазон и повышенная стойкость к внешним воздействиям позволяют применять датчики компании ООО «ЛМП» в приборах, предназначенных для эксплуатации в сложных условиях.