Los sensores inerciales incluyen acelerómetros (también llamados sensores de aceleración) y sensores de velocidad angular (también llamados giroscopios), así como sus unidades de medición inercial combinadas de uno, dos y tres ejes (también llamadas IMU) y AHRS.
El acelerómetro se compone de una masa de detección (también llamada masa sensible), un soporte, un potenciómetro, un resorte, un amortiguador y una carcasa.De hecho, utiliza el principio de aceleración para calcular el estado de un objeto que se mueve en el espacio.Al principio, el acelerómetro sólo detecta la aceleración en la dirección vertical de la superficie.Al principio sólo se utilizaba en el sistema de instrumentos para detectar sobrecargas en los aviones.Después de mejoras y optimizaciones funcionales, ahora es posible sentir la aceleración de los objetos en cualquier dirección.La corriente principal actual es el acelerómetro de 3 ejes, que mide los datos de aceleración del objeto en los tres ejes X, Y y Z en el sistema de coordenadas espaciales, que puede reflejar completamente las propiedades de movimiento de la traslación del objeto.
Los primeros giroscopios son giroscopios mecánicos con giroscopios giratorios de alta velocidad incorporados.Debido a que el giroscopio puede mantener una rotación estable y de alta velocidad en el soporte del cardán, los primeros giroscopios se utilizaron en navegación para identificar la dirección, determinar la actitud y calcular la velocidad angular.Posteriormente, poco a poco se utilizó en instrumentos de aviación.Sin embargo, el tipo mecánico tiene altos requisitos de precisión de procesamiento y se ve fácilmente afectado por vibraciones externas, por lo que la precisión de cálculo del giroscopio mecánico no ha sido alta.
Posteriormente, para mejorar la precisión y la aplicabilidad, el principio del giroscopio no es solo mecánico, sino que ahora se han desarrollado el giroscopio láser (el principio de diferencia de trayectoria óptica) y el giroscopio de fibra óptica (efecto Sagnac, principio de diferencia de trayectoria óptica).a) y un giroscopio microelectromecánico (es decir, MEMS, que se basa en el principio de fuerza de Coriolis y utiliza su cambio de capacitancia interna para calcular la velocidad angular; los giroscopios MEMS son los más comunes en los teléfonos inteligentes).Debido a la aplicación de la tecnología MEMS, el costo de la IMU también ha bajado mucho.En la actualidad, se utiliza ampliamente y la mayoría de la gente lo utiliza, desde teléfonos móviles y automóviles hasta aviones, misiles y naves espaciales.También son las diferentes precisiones mencionadas anteriormente, diferentes campos de aplicación y diferentes costos.
En octubre del año pasado, el gigante de los sensores inerciales Safran adquirió Sensonor, el fabricante noruego de sensores giroscópicos y sistemas inerciales MEMS que pronto cotizará en bolsa, para ampliar su alcance comercial a la tecnología de sensores basados en MEMS y aplicaciones relacionadas.
Goodwill Precision Machinery tiene tecnología madura y experiencia en el campo de la fabricación de carcasas de módulos MEMS, así como un grupo de clientes estable y cooperativo.
Las dos empresas francesas, ECA Group e iXblue, han entrado en la fase previa a la fusión de negociaciones de exclusividad.La fusión, impulsada por el Grupo ECA, creará un líder europeo de alta tecnología en los campos de la navegación marítima, inercial, espacial y fotónica.ECA e iXblue son socios a largo plazo.Socio, ECA integra los sistemas de posicionamiento inercial y submarino de iXblue en su vehículo submarino autónomo para la guerra contra minas navales.
Tecnología inercial y desarrollo de sensores inerciales
De 2015 a 2020, la tasa de crecimiento anual compuesta del mercado mundial de sensores inerciales es del 13,0% y el tamaño del mercado en 2021 es de aproximadamente 7,26 mil millones de dólares estadounidenses.Al comienzo del desarrollo de la tecnología inercial, se utilizaba principalmente en el campo de la defensa nacional y la industria militar.La alta precisión y la alta sensibilidad son las principales características de los productos de tecnología inercial para la industria militar.Los requisitos más importantes para la Internet de los vehículos, la conducción autónoma y la inteligencia del automóvil son la seguridad y la fiabilidad, y luego la comodidad.Detrás de todo esto están los sensores, especialmente los cada vez más utilizados sensores inerciales MEMS, también llamados sensores inerciales.Unidad de medida.
Los sensores inerciales (IMU) se utilizan principalmente para detectar y medir sensores de aceleración y movimiento de rotación.Este principio se utiliza desde sensores MEMS con un diámetro de casi medio metro hasta dispositivos de fibra óptica con un diámetro de casi medio metro.Los sensores inerciales pueden usarse ampliamente en electrónica de consumo, juguetes inteligentes, electrónica automotriz, automatización industrial, agricultura inteligente, equipos médicos, instrumentación, robots, maquinaria de construcción, sistemas de navegación, comunicaciones por satélite, armas militares y muchos otros campos.
El claro segmento actual de sensores inerciales de alta gama
Los sensores inerciales son esenciales en los sistemas de navegación y control de vuelo, todo tipo de aviones comerciales y en la corrección y estabilización de la trayectoria de los satélites.
El aumento de constelaciones de micro y nanosatélites para Internet de banda ancha global y monitoreo remoto de la Tierra, como SpaceX y OneWeb, está impulsando la demanda de sensores inerciales satelitales a niveles sin precedentes.
La creciente demanda de sensores inerciales en subsistemas de lanzadores de cohetes comerciales impulsa aún más la demanda del mercado.
Los sistemas de robótica, logística y automatización requieren sensores inerciales.
Además, a medida que continúa la tendencia de los vehículos autónomos, la cadena logística industrial está experimentando una transformación.
El fuerte aumento de la demanda downstream promueve el uso vertiginoso del mercado interno
En la actualidad, la tecnología en los campos de consumo nacional de realidad virtual, vehículos aéreos no tripulados, robots y otros campos de consumo tecnológico se está volviendo cada vez más madura, y la aplicación se populariza gradualmente, lo que impulsa que la demanda del mercado de sensores inerciales MEMS de consumo nacional aumente día a día.
Además, en los campos industriales de exploración, topografía y mapeo de petróleo, ferrocarriles de alta velocidad, comunicación en movimiento, monitoreo de actitud de antena, sistema de seguimiento fotovoltaico, monitoreo de salud estructural, monitoreo de vibraciones y otros campos industriales, la tendencia de la aplicación inteligente es obvia. , que se ha convertido en otro factor para el crecimiento continuo del mercado nacional de sensores inerciales MEMS.Un empujador.
Como dispositivo de medición clave en los campos de la aviación y aeroespacial, los sensores inerciales siempre han sido uno de los dispositivos clave involucrados en la seguridad de la defensa nacional.La mayor parte de la producción nacional de sensores inerciales siempre ha sido de unidades estatales directamente relacionadas con la defensa nacional, como AVIC, aeroespacial, artillería y construcción naval de China.
Hoy en día, la demanda del mercado nacional de sensores inerciales sigue siendo intensa, las barreras técnicas extranjeras se están superando gradualmente y las excelentes empresas nacionales de sensores inerciales se encuentran en la intersección de una nueva era.
A medida que los proyectos de conducción autónoma han comenzado a pasar gradualmente de la etapa de desarrollo a la producción en volumen medio y alto, es previsible que habrá presión en el campo para reducir el consumo de energía, el tamaño, el peso y el costo manteniendo o ampliando el rendimiento.
En particular, la realización de la producción en masa de dispositivos inerciales microelectromecánicos ha hecho que los productos de tecnología inercial se utilicen ampliamente en campos civiles donde una menor precisión puede cumplir con los requisitos de aplicación.En la actualidad, el campo de aplicación y la escala están mostrando una tendencia de rápido crecimiento.
Hora de publicación: 03-mar-2023