Resumen

El avance de la tecnología MEMS al final de la 20 ª a la humanidad del siglo permitido darse cuenta de las cosas que habían sido impensables hasta entonces. Los procedimientos tecnológicos modernos han permitido una producción en masa de sensores y actuadores de dimensiones en miniatura con bajos costos de compra. El artículo aborda el principio fundamental de los giroscopios MEMS como sensores de velocidad angular y el filtrado de datos de salida necesarios y la fusión con otros sensores inerciales para mejorar la calidad y precisión de la velocidad angular y la determinación de los ángulos de posición.

1. Introducción

Los giróscopos, o sensores de velocidad angular, se han utilizado en el ejército y más tarde también en la aeronáutica civil y marina durante decenas de años. La parte principal de los primeros giroscopios mecánicos rotacionales, inicialmente utilizados en barcos (todavía utilizados en submarinos), era un disco rotativo grande y pesado, cuyo momento se mantenía en un espacio. Los giros derivados y direccionales, utilizados principalmente en la aeronáutica, eran obviamente más pequeños en dimensiones, más ligeros en peso, y la velocidad de un disco giratorio era de aproximadamente 40 000 ÷ 50 000 rpm. Por lo tanto, el proceso de fabricación preciso era importante, lo que conducía a altos costos. Un poco de imprecisión en la mecánica podría haber dado lugar a una importante deriva de los giroscopios. Una alternativa a los giroscopios mecánicos son los caros giroscopios de láser o de fibra óptica, con una precisión excelente, y hoy en día también los giroscopios MEMS (sistemas microelectromecánicos) en miniatura, utilizados inicialmente en los teléfonos móviles y en aplicaciones de aficionados en la robótica. Hoy en día se utilizan ampliamente junto con acelerómetros y magnetómetros como parte de unidades de medición inercial, principalmente con fines de posicionamiento, navegación y estabilización, no sólo en la robótica, sino también a bordo de vehículos aéreos no tripulados (UAV), que se han utilizado ventajosamente en aplicaciones de vigilancia, supervisión, detección, entrenamiento y también en el campo de batalla. Los progresos a largo plazo en la fabricación han dado lugar a una mejora continua de los parámetros de los sensores MEMS que, tras el procesamiento adecuado de las señales y la fusión de datos, comenzaron a utilizarse a bordo de los aviones.

2. Giroscopios MEMS

Los sistemas MEMS en general son sistemas con al menos una dimensión en micrómetros. Considerando los principios funcionales, los giroscopios MEMS pueden dividirse en varias categorías. Los más conocidos y utilizados son los giroscopios MEMS capacitivos, que utilizan el cambio de una capacidad como método de medición física. Para la correcta comprensión de los principios de los giroscopios en general, es esencial la fuerza de Coriolis bajo la posición de pie [1-3]. Generalmente, el efecto Coriolis es un fenómeno que actúa sobre cualquier cuerpo en movimiento en un sistema de rotación independiente y la fuerza de Coriolis puede ser computada como [4]:

• Materias:Tecnología electromecánica Nanoestructuras Microestructura
• Subjects:Electromechanical technology Nanostructures Microstructure
• Palabras claves:Giroscopio MEMS, filtrado, fusión de datos.
• Keywords:MEMS gyroscope, filtering, data fusion.