تشتمل أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي على مقاييس التسارع (وتسمى أيضًا أجهزة استشعار التسارع) وأجهزة استشعار السرعة الزاوية (وتسمى أيضًا الجيروسكوبات)، بالإضافة إلى وحدات قياس القصور الذاتي المجمعة أحادية وثنائية وثلاثية المحاور (وتسمى أيضًا IMUs) وAHRS.
يتكون مقياس التسارع من كتلة كشف (وتسمى أيضًا كتلة حساسة)، ودعامة، ومقياس الجهد، وزنبرك، ومخمد، وغطاء.في الواقع، فهو يستخدم مبدأ التسارع لحساب حالة الجسم المتحرك في الفضاء.في البداية، يستشعر مقياس التسارع فقط التسارع في الاتجاه الرأسي للسطح.في الأيام الأولى، تم استخدامه فقط في نظام الأجهزة للكشف عن الحمولة الزائدة للطائرات.بعد الترقيات والتحسينات الوظيفية، أصبح من الممكن الآن استشعار تسارع الكائنات في أي اتجاه.الاتجاه السائد الحالي هو مقياس التسارع ثلاثي المحاور، والذي يقيس بيانات تسارع الكائن على المحاور الثلاثة X وY وZ في نظام الإحداثيات الفضائية، والذي يمكن أن يعكس بشكل كامل خصائص حركة ترجمة الكائن.
أقدم الجيروسكوبات هي جيروسكوبات ميكانيكية مزودة بجيروسكوبات دوارة عالية السرعة مدمجة.نظرًا لأن الجيروسكوب يمكنه الحفاظ على دوران عالي السرعة ومستقر على حامل المحور الثنائي، فقد تم استخدام الجيروسكوبات الأقدم في الملاحة لتحديد الاتجاه وتحديد الاتجاه وحساب السرعة الزاوية.وفي وقت لاحق، تم استخدامه تدريجياً في أدوات الطائرات.ومع ذلك، فإن النوع الميكانيكي لديه متطلبات عالية فيما يتعلق بدقة المعالجة ويتأثر بسهولة بالاهتزاز الخارجي، وبالتالي فإن دقة حساب الجيروسكوب الميكانيكي لم تكن عالية.
لاحقًا، من أجل تحسين الدقة وقابلية التطبيق، لم يعد مبدأ الجيروسكوب ميكانيكيًا فحسب، ولكن الآن تم تطوير جيروسكوب الليزر (مبدأ اختلاف المسار البصري)، وجيروسكوب الألياف الضوئية (تأثير سانياك، مبدأ اختلاف المسار البصري).أ) والجيروسكوب الكهروميكانيكي الدقيق (أي MEMS، الذي يعتمد على مبدأ قوة كوريوليس ويستخدم تغير السعة الداخلية لحساب السرعة الزاوية، وجيروسكوبات MEMS هي الأكثر شيوعًا في الهواتف الذكية).ونظرًا لتطبيق تقنية MEMS، انخفضت أيضًا تكلفة IMU كثيرًا.في الوقت الحاضر، يتم استخدامه على نطاق واسع، ويستخدمه معظم الناس، بدءًا من الهواتف المحمولة والسيارات وحتى الطائرات والصواريخ والمركبات الفضائية.وهي أيضًا الدقة المختلفة المذكورة أعلاه، ومجالات التطبيق المختلفة، والتكاليف المختلفة.
في أكتوبر من العام الماضي، استحوذت شركة Safran العملاقة لأجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي على الشركة النرويجية المصنعة لأجهزة استشعار الجيروسكوب وأنظمة القصور الذاتي MEMS Sensonor التي سيتم إدراجها قريبًا لتوسيع نطاق أعمالها ليشمل تكنولوجيا الاستشعار القائمة على MEMS والتطبيقات ذات الصلة.
تمتلك شركة Goodwill Precision Machinery تكنولوجيا ناضجة وخبرة في مجال تصنيع مبيت وحدات MEMS، بالإضافة إلى مجموعة عملاء مستقرة ومتعاونة.
دخلت الشركتان الفرنسيتان، ECA Group وiXblue، في مرحلة ما قبل الاندماج من المفاوضات الحصرية.سيؤدي الاندماج، الذي تروج له مجموعة ECA، إلى إنشاء شركة أوروبية رائدة في مجال التكنولوجيا الفائقة في مجالات الملاحة البحرية والقصور الذاتي والفضاء والضوئيات.ECA وiXblue شريكان على المدى الطويل.تقوم شركة ECA، الشريكة، بدمج أنظمة تحديد المواقع بالقصور الذاتي وتحت الماء من iXblue في مركبتها المستقلة تحت الماء لحرب الألغام البحرية.
تكنولوجيا القصور الذاتي وتطوير أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي
من عام 2015 إلى عام 2020، يبلغ معدل النمو السنوي المركب لسوق أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي العالمية 13.0%، ويبلغ حجم السوق في عام 2021 حوالي 7.26 مليار دولار أمريكي.في بداية تطوير تكنولوجيا القصور الذاتي، كانت تستخدم بشكل رئيسي في مجال الدفاع الوطني والصناعة العسكرية.الدقة العالية والحساسية العالية هي السمات الرئيسية لمنتجات تكنولوجيا القصور الذاتي للصناعة العسكرية.أهم متطلبات إنترنت المركبات والقيادة الذاتية وذكاء السيارة هي السلامة والموثوقية ومن ثم الراحة.وراء كل هذا توجد أجهزة الاستشعار، وخاصة أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي MEMS المستخدمة على نطاق واسع، والتي تسمى أيضًا أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي.وحدة قياس.
تُستخدم أجهزة استشعار القصور الذاتي (IMU) بشكل أساسي لكشف وقياس أجهزة استشعار التسارع والحركة الدورانية.ويستخدم هذا المبدأ في أجهزة الاستشعار MEMS التي يبلغ قطرها ما يقرب من نصف متر وأجهزة الألياف الضوئية التي يبلغ قطرها ما يقرب من نصف متر.يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية، والألعاب الذكية، وإلكترونيات السيارات، والأتمتة الصناعية، والزراعة الذكية، والمعدات الطبية، والأجهزة، والروبوتات، وآلات البناء، وأنظمة الملاحة، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والأسلحة العسكرية والعديد من المجالات الأخرى.
الجزء الحالي من أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي واضح
تعد أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي ضرورية في أنظمة الملاحة والتحكم في الطيران، وجميع أنواع الطائرات التجارية، وتصحيح مسار الأقمار الصناعية وتثبيته.
إن ظهور مجموعات من الأقمار الصناعية الصغيرة والنانوية للنطاق العريض للإنترنت العالمي ومراقبة الأرض عن بعد، مثل SpaceX وOneWeb، يدفع الطلب على أجهزة استشعار القصور الذاتي عبر الأقمار الصناعية إلى مستويات غير مسبوقة.
يؤدي الطلب المتزايد على أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي في الأنظمة الفرعية لإطلاق الصواريخ التجارية إلى زيادة الطلب في السوق.
تتطلب أنظمة الروبوتات والخدمات اللوجستية والأتمتة جميعها أجهزة استشعار بالقصور الذاتي.
بالإضافة إلى ذلك، مع استمرار اتجاه المركبات ذاتية القيادة، تشهد سلسلة الخدمات اللوجستية الصناعية تحولًا.
وتشجع الزيادة الحادة في الطلب على المنتجات النهائية على الاستخدام المتزايد للسوق المحلية
في الوقت الحاضر ، أصبحت التكنولوجيا في مجالات VR المحلية والطائرات بدون طيار والروبوتات وغيرها من مجالات الاستهلاك التكنولوجي أكثر نضجًا ، ويتم تعميم التطبيق تدريجيًا ، مما يدفع الطلب في سوق أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي MEMS للمستهلك المحلي إلى الزيادة يومًا بعد يوم.
بالإضافة إلى ذلك، في المجالات الصناعية للتنقيب عن النفط، والمسح ورسم الخرائط، والسكك الحديدية عالية السرعة، والاتصالات أثناء الحركة، ومراقبة موقف الهوائي، ونظام التتبع الكهروضوئي، ومراقبة الصحة الهيكلية، ومراقبة الاهتزازات وغيرها من المجالات الصناعية، فإن اتجاه التطبيق الذكي واضح ، والذي أصبح عاملاً آخر للنمو المستمر لسوق أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي MEMS المحلي.دافع.
باعتبارها جهاز قياس رئيسي في مجالات الطيران والفضاء، كانت أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي دائمًا واحدة من الأجهزة الرئيسية المشاركة في أمن الدفاع الوطني.كانت غالبية إنتاج أجهزة استشعار القصور الذاتي المحلية دائمًا عبارة عن وحدات مملوكة للدولة ترتبط مباشرة بالدفاع الوطني، مثل AVIC، والفضاء، والذخائر، وبناء السفن الصينية.
في الوقت الحاضر، لا يزال الطلب المحلي في سوق أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي ساخنًا، ويتم التغلب تدريجيًا على الحواجز التقنية الأجنبية، وتقف شركات أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي المحلية الممتازة عند تقاطع عصر جديد.
نظرًا لأن مشاريع القيادة الذاتية بدأت في الانتقال تدريجيًا من مرحلة التطوير إلى الإنتاج المتوسط والكبير، فمن المتوقع أن يكون هناك ضغط في هذا المجال لتقليل استهلاك الطاقة والحجم والوزن والتكلفة مع الحفاظ على الأداء أو توسيعه.
على وجه الخصوص، أدى تحقيق الإنتاج الضخم للأجهزة الكهروميكانيكية الدقيقة بالقصور الذاتي إلى جعل منتجات تكنولوجيا القصور الذاتي تستخدم على نطاق واسع في المجالات المدنية حيث يمكن أن تلبي الدقة المنخفضة متطلبات التطبيق.في الوقت الحاضر، يُظهر مجال التطبيق وحجمه اتجاهًا للنمو السريع.
وقت النشر: 03 مارس 2023