Zu den Trägheitssensoren gehören Beschleunigungsmesser (auch Beschleunigungssensoren genannt) und Winkelgeschwindigkeitssensoren (auch Gyroskope genannt) sowie deren ein-, zwei- und dreiachsige kombinierte Trägheitsmesseinheiten (auch IMUs genannt) und AHRS.
Der Beschleunigungsmesser besteht aus einer Detektionsmasse (auch empfindliche Masse genannt), einem Träger, einem Potentiometer, einer Feder, einem Dämpfer und einer Hülle.Tatsächlich nutzt es das Prinzip der Beschleunigung, um den Zustand eines sich im Raum bewegenden Objekts zu berechnen.Der Beschleunigungsmesser erfasst zunächst nur die Beschleunigung in vertikaler Richtung der Oberfläche.In der Anfangszeit wurde es nur im Instrumentensystem zur Erkennung von Flugzeugüberlastungen eingesetzt.Nach Funktionserweiterungen und Optimierungen ist es nun möglich, die Beschleunigung von Objekten in jede Richtung tatsächlich zu erfassen.Der aktuelle Mainstream ist der 3-Achsen-Beschleunigungsmesser, der die Beschleunigungsdaten des Objekts auf den drei Achsen X, Y und Z im Raumkoordinatensystem misst und die Bewegungseigenschaften der Translation des Objekts vollständig widerspiegeln kann.
Die frühesten Gyroskope waren mechanische Gyroskope mit eingebauten, sich schnell drehenden Gyroskopen.Da das Gyroskop eine hohe Geschwindigkeit und eine stabile Rotation auf der kardanischen Halterung aufrechterhalten kann, wurden die ersten Gyroskope in der Navigation verwendet, um die Richtung zu bestimmen, die Fluglage zu bestimmen und die Winkelgeschwindigkeit zu berechnen.Später, nach und nach in Flugzeuginstrumenten verwendet.Der mechanische Typ stellt jedoch hohe Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit und wird leicht durch äußere Vibrationen beeinträchtigt, sodass die Berechnungsgenauigkeit des mechanischen Gyroskops nicht hoch war.
Um die Genauigkeit und Anwendbarkeit zu verbessern, ist das Prinzip des Gyroskops später nicht nur mechanisch, sondern es wurden nun auch Lasergyroskope (Prinzip der optischen Wegdifferenz) und faseroptische Gyroskope (Sagnac-Effekt, Prinzip der optischen Wegdifferenz) entwickelt.a) und ein mikroelektromechanisches Gyroskop (d. h. MEMS, das auf dem Coriolis-Kraftprinzip basiert und seine interne Kapazitätsänderung zur Berechnung der Winkelgeschwindigkeit nutzt; MEMS-Gyroskope sind in Smartphones am häufigsten).Durch den Einsatz der MEMS-Technologie sind auch die Kosten für IMU deutlich gesunken.Gegenwärtig ist es weit verbreitet und wird von den meisten Menschen genutzt, von Mobiltelefonen und Autos bis hin zu Flugzeugen, Raketen und Raumfahrzeugen.Es sind auch die oben erwähnten unterschiedlichen Präzisionen, unterschiedlichen Einsatzgebiete und unterschiedlichen Kosten.
Im Oktober letzten Jahres erwarb der Trägheitssensorgigant Safran den bald börsennotierten norwegischen Hersteller von Gyroskopsensoren und MEMS-Trägheitssystemen Sensonor, um seinen Geschäftsumfang auf MEMS-basierte Sensortechnologie und verwandte Anwendungen auszudehnen.
Goodwill Precision Machinery verfügt über ausgereifte Technologie und Erfahrung im Bereich der Herstellung von MEMS-Modulgehäusen sowie eine stabile und kooperative Kundengruppe.
Die beiden französischen Unternehmen ECA Group und iXblue sind in die Vorfusionsphase der Exklusivitätsverhandlungen eingetreten.Durch den von der ECA-Gruppe vorangetriebenen Zusammenschluss entsteht ein europäischer High-Tech-Marktführer in den Bereichen Seefahrt, Trägheitsnavigation, Raumfahrt und Photonik.ECA und iXblue sind langjährige Partner.Als Partner integriert ECA die Trägheits- und Unterwasserpositionierungssysteme von iXblue in sein autonomes Unterwasserfahrzeug für den Seeminenkrieg.
Trägheitstechnologie und Entwicklung von Trägheitssensoren
Von 2015 bis 2020 beträgt die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des globalen Marktes für Trägheitssensoren 13,0 %, und die Marktgröße im Jahr 2021 beträgt etwa 7,26 Milliarden US-Dollar.Zu Beginn der Entwicklung der Trägheitstechnologie wurde sie hauptsächlich im Bereich der Landesverteidigung und der Militärindustrie eingesetzt.Hohe Präzision und hohe Empfindlichkeit sind die Hauptmerkmale von Trägheitstechnologieprodukten für die Militärindustrie.Die wichtigsten Anforderungen an das Internet der Fahrzeuge, autonomes Fahren und Fahrzeugintelligenz sind Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie Komfort.Dahinter verbergen sich Sensoren, allen voran die immer häufiger eingesetzten MEMS-Inertialsensoren, auch Inertialsensoren genannt.Maßeinheit.
Inertialsensoren (IMU) werden hauptsächlich zur Erkennung und Messung von Beschleunigungs- und Drehbewegungssensoren eingesetzt.Dieses Prinzip wird in MEMS-Sensoren mit einem Durchmesser von fast einem halben Meter bis hin zu Glasfasergeräten mit einem Durchmesser von fast einem halben Meter verwendet.Trägheitssensoren können in großem Umfang in den Bereichen Unterhaltungselektronik, intelligentes Spielzeug, Automobilelektronik, industrielle Automatisierung, intelligente Landwirtschaft, medizinische Geräte, Instrumentierung, Roboter, Baumaschinen, Navigationssysteme, Satellitenkommunikation, Militärwaffen und vielen anderen Bereichen eingesetzt werden.
Das aktuelle klare High-End-Inertialsensoren-Segment
Trägheitssensoren sind in Navigations- und Flugsteuerungssystemen, allen Arten von Verkehrsflugzeugen sowie bei der Korrektur und Stabilisierung der Satellitenflugbahn unverzichtbar.
Der Aufstieg von Konstellationen von Mikro- und Nanosatelliten für die globale Internet-Breitband- und Fernüberwachung der Erde, wie SpaceX und OneWeb, treibt die Nachfrage nach Satelliten-Trägheitssensoren auf ein beispielloses Niveau.
Die wachsende Nachfrage nach Trägheitssensoren in kommerziellen Raketenwerfer-Subsystemen steigert die Marktnachfrage weiter.
Robotik-, Logistik- und Automatisierungssysteme erfordern alle Trägheitssensoren.
Darüber hinaus befindet sich die industrielle Logistikkette im Zuge des anhaltenden Trends zu autonomen Fahrzeugen in einem Wandel.
Der starke Anstieg der nachgelagerten Nachfrage fördert die rasante Nutzung des Inlandsmarktes
Gegenwärtig wird die Technologie in den inländischen VR-, UAV-, unbemannten, Roboter- und anderen technologischen Verbrauchsbereichen immer ausgereifter und die Anwendung wird nach und nach populär, was dazu führt, dass die Nachfrage auf dem inländischen Verbrauchermarkt für MEMS-Trägheitssensoren von Tag zu Tag steigt.
Darüber hinaus ist in den Industriebereichen Erdölexploration, Vermessung und Kartierung, Hochgeschwindigkeitsbahn, Kommunikation in Bewegung, Überwachung der Antennenlage, Photovoltaik-Tracking-System, Strukturzustandsüberwachung, Vibrationsüberwachung und anderen Industriebereichen der Trend zu intelligenten Anwendungen offensichtlich , was zu einem weiteren Faktor für das kontinuierliche Wachstum des heimischen MEMS-Trägheitssensormarktes geworden ist.Ein Drücker.
Als wichtiges Messgerät in der Luft- und Raumfahrtindustrie waren Trägheitssensoren schon immer eines der Schlüsselgeräte für die nationale Verteidigungssicherheit.Der Großteil der inländischen Produktion von Trägheitssensoren entfiel schon immer auf staatliche Einheiten, die in direktem Zusammenhang mit der Landesverteidigung stehen, wie etwa AVIC, Luft- und Raumfahrt, Kampfmittel und China Shipbuilding.
Heutzutage ist die Nachfrage auf dem inländischen Markt für Trägheitssensoren weiterhin hoch, ausländische technische Barrieren werden nach und nach überwunden und inländische hervorragende Unternehmen für Trägheitssensoren stehen an der Schnittstelle einer neuen Ära.
Da autonome Fahrprojekte allmählich von der Entwicklungsphase zur Produktion mittlerer und großer Stückzahlen übergehen, ist absehbar, dass in diesem Bereich der Druck bestehen wird, den Stromverbrauch, die Größe, das Gewicht und die Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Leistung beizubehalten oder zu steigern.
Insbesondere die Realisierung der Massenproduktion von mikroelektromechanischen Trägheitsgeräten hat dazu geführt, dass Produkte der Trägheitstechnologie in zivilen Bereichen weit verbreitet sind, in denen geringere Präzision den Anwendungsanforderungen gerecht werden kann.Derzeit verzeichnen Anwendungsbereich und Umfang einen rasanten Wachstumstrend.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.03.2023