GA100 – מד תאוצה חד-צירי בטכנולוגיית Closed-Loop MEMS

מד התאוצה GA100 מבית Gladiator Technologies הוא חיישן MEMS חד-צירי בעל ביצועים גבוהים, המשלב טכנולוגיית משוב מתקדמת מסוג Closed-Loop Force-Rebalance, המיועדת למדידות תאוצה מדויקות ביישומים אינרציאליים מתקדמים.

ה-GA100 פועל באמצעות מערכת משוב בחוג סגור (Closed-Loop), המפעילה כוח נגדי על המסה הזעירה שבתוך החיישן (Proof Mass), במטרה לאזן את הכוחות האינרציאליים הנוצרים כתוצאה מתאוצה חיצונית. ארכיטקטורה זו מאפשרת יציבות גבוהה של היסט המדידה (Bias Stability), ליניאריות גבוהה של מקדם ההמרה (Scale Factor Linearity) והפחתת שגיאות מדידה הנגרמות מרעידות (Vibration Rectification Error).

עם טווח מדידה של ±15g, רעש מדידה נמוך ומספר גרסאות בעלות רמות ביצועים שונות, ה-GA100 מיועד ליישומים תובעניים בתחומי התעופה, הביטחון, הניווט האינרציאלי, מערכות ייצוב ומדידות תנועה מדויקות.

תכונות עיקריות – Key Features

• טכנולוגיית Closed-Loop MEMS – ארכיטקטורת Force-Rebalance מתקדמת למדידת תאוצה מדויקת ולשיפור יציבות המדידה.
• מדידה בציר אחד (Single-Axis) – טווח מדידת תאוצה של ±15g בכל גרסאות ה-GA100.
• רעש מדידה נמוך (Low Noise) – צפיפות רעש (VRW) נמוכה עד 20 µg/√Hz, המתאימה ליישומי מדידה אינרציאלית מדויקת.
• חזרתיות גבוהה של היסט המדידה (Bias Repeatability) – חזרתיות לטווח ארוך של עד 250 µg.
• יציבות גבוהה לטווח קצר (Short-Term Stability) – ערכים נמוכים עד 7/60 µg.
• ביצועי מקדם המרה (Scale Factor) – ערך של 400 ppm לטווח ארוך.
• רוחב פס גבוה (High Bandwidth) – מעל 300Hz למדידת תנועה דינמית.
• שגיאת מדידה נמוכה כתוצאה מרעידות (Vibration Rectification) – עד 25 µg/g² RMS.
• כיול יצרן לטווח טמפרטורות רחב – טווח טמפרטורות מכויל של ‎-55°C עד ‎+95°C.

• ממשק דיגיטלי SPI – מאפשר שילוב במערכות מדידה אינרציאליות מתקדמות.

מפרט טכני GA100

נתוני ביצועים – Performance Specifications

פרמטר	GA100-015-100A	GA100-015-100B	GA100-015-100C	GA100-015-100D
טווח מדידת תאוצה (Measurement Range)	±15 g	±15 g	±15 g	±15 g
חזרתיות היסט לטווח ארוך (Long-Term Bias Repeatability)	2 mg	1 mg	500 µg	250 µg
יציבות לטווח קצר (Short-Term Stability)*	20/200 µg	14/150 µg	14/100 µg	7/60 µg
צפיפות רעש (VRW)	40 µg/√Hz	25 µg/√Hz	25 µg/√Hz	20 µg/√Hz
רגישות לשינויי טמפרטורה (Temperature Sensitivity)	400 µg/°C	300 µg/°C	200 µg/°C	150 µg/°C
שגיאה שיורית לאחר פיצוי טמפרטורה (Temperature Residual Error)	350 µg	200 µg	200 µg	150 µg
חזרתיות בין הפעלות (Turn-On to Turn-On Repeatability)*	250 µg	100 µg	50 µg	50 µg
מקדם המרה לטווח ארוך (Long-Term Scale Factor)	700 ppm	600 ppm	500 ppm	400 ppm
יציבות מקדם המרה לטווח קצר (Short-Term Scale Factor Stability)	150 ppm	150 ppm	100 ppm	100 ppm
רוחב פס (Bandwidth)	>300 Hz	>300 Hz	>300 Hz	>300 Hz
שגיאת מדידה כתוצאה מרעידות (Vibration Rectification)	40 µg/g² RMS	25 µg/g² RMS	25 µg/g² RMS	25 µg/g² RMS

הערות:

• הנתונים המסומנים בכוכבית נמדדו בטמפרטורת החדר.

• כל נתוני הביצועים הם ערכים טיפוסיים וראשוניים (Preliminary), בהתאם למפרט Gladiator Technologies, ועשויים להשתנות.

GA100 Closed-Loop לעומת GA50 Open-Loop – כיצד לבחור את מד התאוצה המתאים?

ההבדל המרכזי בין מדי התאוצה GA100 ו-GA50 מבית Gladiator Technologies טמון בשיטת מדידת התאוצה ובארכיטקטורת החיישן.

GA100 מבוסס על טכנולוגיית Closed-Loop Force-Rebalance, המפעילה באופן רציף כוח משוב נגדי כדי לשמור את המסה הזעירה שבתוך החיישן קרוב למיקומה המקורי. ארכיטקטורה זו מתאימה במיוחד ליישומים אינרציאליים מדויקים, שבהם יש חשיבות ליציבות היסט המדידה (Bias Stability), לביצועי מקדם ההמרה (Scale Factor) ולצמצום שגיאות הנגרמות מרעידות (Vibration Rectification Error).

ה-GA100 מציע טווח מדידת תאוצה של ±15g, ממשק דיגיטלי SPI ורוחב פס העולה על 300Hz.

GA50 מבוסס על טכנולוגיית Open-Loop MEMS, שבה התאוצה נמדדת באמצעות זיהוי תזוזת המסה הזעירה, ללא מנגנון משוב פעיל לאיזון הכוח. ממדיו הקומפקטיים, צריכת ההספק הנמוכה והמוצא האנלוגי הופכים אותו לפתרון מתאים במיוחד למערכות שבהן קיימות מגבלות מקום וצריכת אנרגיה.

ה-GA50 זמין בשלושה טווחי מדידה: ±5g, ±40g ו-±70g, ומאפשר גמישות בבחירת טווח התאוצה בהתאם לדרישות היישום.

איזה מד תאוצה מתאים ליישום שלכם?

• בחרו ב-GA100 כאשר נדרשת טכנולוגיית Closed-Loop Force-Rebalance, אינטגרציה באמצעות ממשק SPI דיגיטלי וביצועי יציבות ומקדם המרה התואמים לדרישות המערכת.
• בחרו ב-GA50 כאשר רעש מדידה נמוך במיוחד, ממדים זעירים, צריכת הספק נמוכה או מגוון רחב יותר של טווחי מדידה הם שיקולים מרכזיים.

חשוב להדגיש כי אף אחת מהטכנולוגיות אינה עדיפה באופן גורף על האחרת. הבחירה הנכונה תלויה בדרישות היישום מבחינת רעש מדידה, יציבות לאורך זמן, טווח תאוצה, עמידות להשפעות רעידות, ממדים, צריכת הספק וממשקי תקשורת.

Environmental Specifications

פרמטר	מפרט
עמידות לזעזועים בזמן פעולה (Operating Shock)	40g, למשך 11ms, חצי גל סינוס (Half-Sine)
עמידות לזעזועים בעוצמה גבוהה (High Shock)	500g, למשך 1ms, חצי גל סינוס (Half-Sine)
עמידות לרעידות בזמן פעולה (Operating Vibration)	12g RMS, בתחום התדרים 20Hz עד 2kHz
טווח טמפרטורות מכויל (Calibrated Temperature Range)	‎-55°C עד ‎+95°C
טווח טמפרטורות ללא פעולה (Non-Operating Temperature Range)	‎-55°C עד ‎+100°C

מפרט חשמלי ומכני – Electrical & Mechanical Specifications

פרמטר	מפרט
מתח הזנה (Input Voltage)	‎+5.0V ±0.25V
צריכת זרם (Current Consumption)	50mA
ממשק תקשורת (Data Interface)	SPI
משקל (Mass)	פחות מ-7 גרם
ממדים (Dimensions)	23 × 23 × 7.9 מ"מ
סיווג יצוא אמריקאי (US Export Classification)	7A994
כפיפות לתקנות ITAR	Non-ITAR (אינו כפוף לתקנות ITAR)