Современная электроника №7/2019

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 Новые разработки МЭМС ООО «Лаборатория Микроприборов» Рис. 1. МЭМС ДУС серии 201МСУ1У Рис. 2. МЭМС-акселерометр серии 202МСУ1Л Зеленоградская компания «Лаборатория Микроприборов» за годы работы в сфере микроэлектромеханических инерциальных систем накопила опыт, достаточный для того, чтобы конкурировать с иностранными производителями. Обладая собственными технологиями изготовления МЭМС-устройств, инженеры компании создают новые и совершенствуют старые конструкции чувствительных элементов, отвечая на запросы российского рынка. Александр Бекмачев (bae@favorit-ec.ru ) , Александр Мусаткин, Максим Головинский (info@mp-lab.ru ) ООО «Лаборатория Микроприборов» (ООО «ЛМП») занимается разработкой, производством, внедрением и реализа- цией научно-технической продукции в области инерциальной микромехани- ки. Основная сфера деятельности пред- приятия – создание инерциальных дат- чиков и систем, однако развиваются и сопутствующие компетенции в области программного обеспечения и методо- логии проведения калибровки и испы- таний инерциальных измерительных систем. Продукция компании ориенти- рована на рынок гражданских и спе- циальных применений инерциальных технологий. Особенностью продукции является то, что она занимает нишу на стыке дешёвых системширокого потре- бления и высокоточных очень дорогих систем на основе волоконно-оптиче- ских, лазерных и других гироскопов, формируя конкурентно привлекатель- ный продукт с хорошим соотношени- ем цена–качество. Среди продукции компании выделя- ются 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 сни- зить негативный эффект зависимости от импортных инерциальных датчиков. ВМЭМС ДУС серии 201МСУ1У в каче- стве чувствительного элемента приме- няется кольцевой резонатор новой кон- струкции собственного производства. Это позволяет улучшить точность и ста- бильность параметров, повысить стой- кость к внешним воздействиям. Дат- чик угловой скорости предназначен для непрерывного измерения проек- ции угловой скорости на измеритель- ную 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 потре- бителя диапазон измерения может быть изменён в широких пределах. Основные характеристики МЭМС ДУС: ● диапазон измерения ±400°/с; ● нестабильность смещения нуля < 5°/ч; ● плотность шума выходного сигнала 0,002(°/с)/ √ Гц; ● случайное угловое блуждание < 0,1°/ √ ч; ● частотный диапазон > 50 Гц; ● нелинейность преобразования < 0,15%; ● напряжение питания +4,75…+5,25 В; ● диапазон рабочих температур –40… +85°C (по запросу возможно расши- рение диапазона рабочих темпера- тур до –50…+125°С). Применение новой конструкции кольцевого резонатора позволило уменьшить нестабильность нуля МЭМС ДУС до 5°/ч. Использование отрицательной об- ратной связи в схеме управления кольцевым резонатором МЭМС ДУС привело к увеличению стабильно- сти нулевого сигнала и масштабного коэффициента в диапазоне рабочих температур. Дальнейшее снижение температурной погрешности нуле- вого сигнала достигается в версии МЭМС ДУС с цифровым выходом – за счёт применения продвинутых алго- ритмов компенсации. ОтличительнойособенностьюМЭМС ДУС серии 201МСУ1У является высокая прочность и устойчивость к механиче- скимвоздействиям. Испытания опытных образов показали, что датчик является стойким к механическим ударам оди- ночного действия величиной до 7000g. В МЭМС-акселерометре серии 202МСУ1Л применяется ёмкостный чувствительный элемент маятникового типа собственного производства. Пре- образование ёмкости сенсора в циф- ровой код осуществляется с использо- ванием высокоточного 24-разрядно- го ΣΔ -конвертора. МЭМС-акселерометр поставляется в герметичном метал- лостеклянном корпусе с габаритами 19,5 × 14,5 × 5 мм. Выходной сигнал дат- чика – цифровой. Обмен данными осу- ществляется по интерфейсу I 2 C. Основные характеристики МЭМС- акселерометра: ● диапазон измерения ±1g (по запро- су диапазон измерения может быть расширен до ±200g); ● нелинейность преобразования < 0,2%; ● максимальная частота обновления данных 90 Гц; ● шум выходного сигнала при частоте опроса 91 Гц < 0,2mg;