Инерционные датчики включают акселерометры (также называемые датчиками ускорения) и датчики угловой скорости (также называемые гироскопами), а также их одно-, двух- и трехосные комбинированные инерциальные измерительные блоки (также называемые IMU) и AHRS.
Акселерометр состоит из детекторной массы (также называемой чувствительной массой), опоры, потенциометра, пружины, демпфера и корпуса.Фактически, он использует принцип ускорения для расчета состояния объекта, движущегося в пространстве.Сначала акселерометр измеряет ускорение только в вертикальном направлении поверхности.Вначале он использовался только в приборной системе обнаружения перегрузки самолета.После функциональных обновлений и оптимизации теперь можно реально ощутить ускорение объектов в любом направлении.В настоящее время основным направлением является 3-осевой акселерометр, который измеряет данные ускорения объекта по трем осям X, Y и Z в пространственной системе координат, что может полностью отражать свойства движения при перемещении объекта.
Самые ранние гироскопы представляли собой механические гироскопы со встроенными высокоскоростными вращающимися гироскопами.Поскольку гироскоп может поддерживать высокую скорость и стабильное вращение на кронштейне карданного подвеса, самые ранние гироскопы используются в навигации для определения направления, определения положения и расчета угловой скорости.Позже постепенно стали использовать в авиационных приборах.Однако механический тип предъявляет высокие требования к точности обработки и легко подвержен влиянию внешней вибрации, поэтому точность расчета механического гироскопа не была высокой.
Позже, чтобы повысить точность и применимость, принцип гироскопа является не только механическим, но теперь были разработаны лазерный гироскоп (принцип оптической разности хода), оптоволоконный гироскоп (эффект Саньяка, принцип оптической разности хода).а) и микроэлектромеханический гироскоп (т.е. МЭМС, который основан на принципе силы Кориолиса и использует изменение внутренней емкости для расчета угловой скорости, МЭМС-гироскопы наиболее распространены в смартфонах).Благодаря применению технологии MEMS стоимость IMU также значительно снизилась.В настоящее время он широко используется, и им пользуется большинство людей: от мобильных телефонов и автомобилей до самолетов, ракет и космических кораблей.Это также вышеупомянутые различия в точности, разные области применения и разные затраты.
В октябре прошлого года гигант в области инерциальных датчиков Safran приобрел норвежского производителя гироскопических датчиков и инерциальных систем MEMS Sensonor, который вскоре будет включен в листинг, чтобы расширить сферу своего бизнеса за счет сенсорных технологий на основе MEMS и связанных с ними приложений.
Goodwill Precision Machinery обладает развитыми технологиями и опытом в области производства корпусов модулей MEMS, а также стабильной и готовой к сотрудничеству группой клиентов.
Две французские компании, ECA Group и iXblue, вступили в стадию переговоров об эксклюзивности перед слиянием.Слияние, продвигаемое Группой ECA, приведет к созданию европейского лидера высоких технологий в области морского судоходства, инерциальной навигации, космоса и фотоники.ECA и iXblue являются долгосрочными партнерами.Партнер, ECA интегрирует инерциальные и подводные системы позиционирования iXblue в свой автономный подводный аппарат для противоминной борьбы на море.
Инерционные технологии и разработка инерционных датчиков
С 2015 по 2020 год совокупный годовой темп роста мирового рынка инерционных датчиков составит 13,0%, а размер рынка в 2021 году составит около 7,26 миллиарда долларов США.На заре развития инерциальной техники она в основном применялась в сфере национальной обороны и военной промышленности.Высокая точность и высокая чувствительность – основные характеристики изделий инерциальной техники для военной промышленности.Наиболее важными требованиями к Интернету транспортных средств, автономному вождению и автомобильному интеллекту являются безопасность и надежность, а затем комфорт.За всем этим стоят датчики, особенно все более широко используемые инерционные датчики MEMS, также называемые инерционными датчиками.измерительное устройство.
Инерционные датчики (IMU) в основном используются для обнаружения и измерения датчиков ускорения и вращательного движения.Этот принцип используется в МЭМС-сенсорах диаметром почти полметра и оптоволоконных устройствах диаметром почти полметра.Инерционные датчики могут широко использоваться в бытовой электронике, интеллектуальных игрушках, автомобильной электронике, промышленной автоматизации, интеллектуальном сельском хозяйстве, медицинском оборудовании, приборостроении, роботах, строительной технике, навигационных системах, спутниковой связи, военном оружии и во многих других областях.
Текущий сегмент высококлассных инерциальных датчиков
Инерционные датчики необходимы в системах навигации и управления полетом, всех типах коммерческих самолетов, а также в коррекции и стабилизации траектории спутников.
Появление группировок микро- и наноспутников для глобального широкополосного доступа в Интернет и удаленного мониторинга Земли, таких как SpaceX и OneWeb, приводит к беспрецедентному уровню спроса на спутниковые инерциальные датчики.
Растущий спрос на инерционные датчики в подсистемах коммерческих ракетных пусковых установок еще больше повышает рыночный спрос.
Робототехника, логистика и системы автоматизации требуют инерционных датчиков.
Кроме того, по мере продолжения тенденции развития беспилотных транспортных средств промышленная логистическая цепочка претерпевает трансформацию.
Резкое увеличение спроса на переработку способствует быстрому использованию внутреннего рынка.
В настоящее время технологии в сфере бытовой виртуальной реальности, беспилотных летательных аппаратов, роботов и других технологических областей потребления становятся все более зрелыми, и приложение постепенно популяризируется, что приводит к увеличению спроса на отечественном потребительском рынке инерциальных датчиков MEMS с каждым днем.
Кроме того, в таких промышленных областях, как разведка нефти, геодезия и картографирование, высокоскоростная железная дорога, связь в движении, контроль положения антенны, фотоэлектрическая система слежения, мониторинг состояния конструкций, мониторинг вибрации и другие области промышленности, тенденция интеллектуального применения очевидна. , что стало еще одним фактором непрерывного роста отечественного рынка инерциальных датчиков MEMS.Толкатель.
Являясь ключевым измерительным устройством в авиационной и аэрокосмической областях, инерционные датчики всегда были одним из ключевых устройств, участвующих в обеспечении национальной оборонной безопасности.Большую часть отечественного производства инерциальных датчиков всегда производили государственные предприятия, непосредственно связанные с национальной обороной, такие как AVIC, аэрокосмическая, артиллерийская и China Shipbuilding.
В настоящее время спрос на внутреннем рынке инерционных датчиков продолжает оставаться высоким, иностранные технические барьеры постепенно преодолеваются, и отечественные компании, производящие превосходные инерционные датчики, стоят на перекрёстке новой эры.
Поскольку проекты автономного вождения начали постепенно переходить от стадии разработки к средне- и крупносерийному производству, можно предвидеть, что в этой области возникнет необходимость снизить энергопотребление, размер, вес и стоимость при сохранении или расширении производительности.
В частности, реализация массового производства микроэлектромеханических инерционных устройств позволила продуктам инерционных технологий широко использоваться в гражданских областях, где более низкая точность может удовлетворить требования приложений.В настоящее время область применения и масштабы демонстрируют тенденцию быстрого роста.
Время публикации: 03 марта 2023 г.