По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.382

Анализ современных микроэлектромеханических систем и инерциальных систем навигации на их основе

Кульчицкий А.П. Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, E-mail: kulchitsky@mail.ru

Проведен анализ востребованности микроэлектромеханических систем (МЭМС). Показано, что наиболее востребованными являются датчики давления, акселерометры, датчики угловых скоростей (ДУСы) и т.п., которые нашли массовое применение в различных отраслях, в том числе в военной, специальной и аэрокосмической. Очень востребованными являются автономные инерциальные системы навигации и ориентации подвижных объектов на основе МЭМС. Преимущество МЭМС по сравнению с аналогичными приборами – это малые массогабаритные размеры, достаточно высокие метрологические и эксплуатационные характеристики, малое энергопотребление и низкая стоимость. Недостатками МЭМС являются относительно большие составляющие шумового сигнала, дрейф нуля и, для некоторых типов датчиков, зависимость точностных характеристик от температуры и линейных ускорений.

Литература:

1. Аpавин В.В., Веpнеp В.Д., Сауpов А.Н., Мальцев П.П. МЭМС высокого уровня - возможный путь развития МЭМС в России // Нано- и микросистемная техника. – 2011. – №6. – С. 28-31.

2. Щербинин В.В., Кветкин Г.А., Свиязов А.В., Андриенко В.Б. Навигационное обеспечение системы посадки беспилотных летательных аппаратов // Гироскопия и навигация. – 2013. – № 1. – С. 19–33.

3. http://www.arms-expo.ru // Интернет-портал «Оружие России». Дата обращения: 04.12.2014.

4. http://www.mriprogress.ru //Официальный сайт НПО «ПРОГРЕСС». Дата обращения: 09.12.2016.

5. http://www.nanonewsnet.ru //On-line издание NanoNewsNet. Дата обращения: 09.12.2016.

6. http://www.topwar.ru // On-line издание «Военное обозрение». Дата обращения: 09.12.2016.

7. http://www.ktrv.ru //Официальный сайт ОАО «Корпорация “Тактическое ракетное вооружение“». Дата обращения: 09.12.2016.

8. http://www.splav.org //Официальный сайт ОАО «НПО «СПЛАВ». Дата обращения: 09.12.2016.

9. Бабичев В., Рабинович В. «КРАСНОПОЛЬ-М2» – высокоточный артиллерийский комплекс нового поколения // Обозрение армии и флота. – 2007. – №4. – С. 18–23.

10. Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. – М.: Наука, 1979. – 296 с.

11. Фролов В.С. Инерциальное управление ракетами. – М.: Воениздат, 1975. – 168 с.

12. Arasaratnam I. Cubature Kalman Filters / I. Arasaratnam, S. Haykin // IEEE Transactions on Automatic Control. – 2009. – Vol. 54. – P. 1254–1269.

Микроэлектромеханические системы представляют технологии и устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты разнообразных конструкций и назначений, которые обычно изготавливаются на основе кремния по отработанной технологии структурирования, разработанной для создания современных интегральных схем и изделий микроэлектроники [1]. Сфера применения МЭМС в последнее время очень обширна.

Наиболее востребованными являются датчики давления, акселерометры, микрофоны, датчики угловых скоростей (ДУСы), реле, ИК-болометры и т.п., которые нашли массовое применение в автомобильной технике, бытовых приборах, телекоммуникационных устройствах и изделиях, а также в военной, специальной, аэрокосмической и других отраслях.

Преимущество МЭМС по сравнению с аналогичными приборами – это малые массогабаритные размеры, достаточно высокие метрологические и эксплуатационные характеристики, малое энергопотребление и низкая стоимость. Недостатками МЭМС являются относительно большие составляющие шумового сигнала, случайный дрейф нуля и, для некоторых типов датчиков, зависимость точностных характеристик от температуры и линейных ускорений. Однако, несмотря на некоторые недостатки, МЭМС завоевали популярность во многих сферах применения, что привело к существенному увеличению объема производства МЭМС и их продаж.

На сегодняшний день более двух десятков иностранных компаний занимаются разработкой и полномасштабным производством МЭМС. Хорошо известными компаниями являются: Analog Devices, STMicroelectronics, Texas Instruments, Sony, Daisa Semiconductor, Silicon Sensing, Honeywell и т.д. В то же время разработками в области МЭМС и НЭМС занимаются все крупные микроэлектронные компании, ведущие университеты, многочисленные предприятия и исследовательские коллективы.

В России ведут научные исследования и разработки в данном направлении такие предприятия, как ОАО «Концерн “ЦНИИ “Электроприбор”», г. Санкт-Петербург; ОАО «РПКБ», г. Раменское; ОАО «СКТБ РТ», г. В.Новгород; ОАО «НИИФИ», г. Пенза; ОАО «АНПП “Темп-Авиа”», г. Арзамас; организации, расположенные в г. Зеленограде, где сосредоточена наибольшая концентрация технологических возможностей и оригинальных конструкторских решений в области МЭМС – МИЭТ, ГУ НПК «ТЦ МИЭТ», ОАО «ЗИТЦ», ОАО «Ангстрем» и т.д.

Для Цитирования:
Кульчицкий А.П., Анализ современных микроэлектромеханических систем и инерциальных систем навигации на их основе. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2018;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: