慣性傳感器包括加速度計(也叫加速度傳感器)和角速度傳感器(也叫陀螺儀),,以及它們的單,、雙、三軸組合慣性測量單元(也稱IMU)和AHRS
加速度計由檢測質(zhì)量(也稱敏感質(zhì)量),、支承、電位器,、彈簧,、阻尼器和殼體組成,其實就是利用加速度的原理計算物體在空間運動的狀態(tài),,起初加速度計只是感應地表垂直方向加速度,,早期也只是應用在檢測飛機過載的儀表系統(tǒng)中。經(jīng)過功能升級,、優(yōu)化,,現(xiàn)在實際上可以感知物體任意方向上的加速度。目前主流的是3軸加速度計,,測量的是物體在空間坐標系中X,、Y、Z三軸上的加速度數(shù)據(jù),,可以全面反映物體平移的運動性質(zhì),。
最早的陀螺儀都是機械陀螺儀,,內(nèi)置高速旋轉(zhuǎn)的陀螺,正因為陀螺在萬向支架上能夠保持高速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),,所以最早陀螺儀是航海中用來辨別方向,,確定姿態(tài)以及計算角速度,后來逐漸被應用在飛機儀表上,。但是機械式的對加工精度要求很高,,還容易受外界震動影響,所以機械陀螺儀的計算精度一直都不高,。
后來為了提升精度和可適用性,,陀螺儀的原理已經(jīng)不單單是機械式的了,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展有激光陀螺儀(光程差原理),、光纖陀螺儀(薩格納克效應,,光程差的一種)和微機電陀螺儀(即MEMS,它是根據(jù)科里奧利力原理,,利用其內(nèi)部的電容變化計算角速度,,微機電陀螺儀在智能手機中最為常見)。由于MEMS技術的應用,,IMU的成本也下降了不少,,目前應用相當廣泛,絕大多數(shù)人都要用到,,小到手機,、汽車,大到飛機,、導彈,、宇宙飛船。也正是上面提到的精度不同,,應用領域不同,,同時成本也相差較大。
去年10月,慣性傳感器巨頭法國Safran收購了即將上市的挪威陀螺儀傳感器和 MEMS慣性系統(tǒng)制造商Sensonor,,以將其業(yè)務范圍擴展到基于MEMS的傳感器技術和相關應用領域,,東莞兆恒機械在MEMS模塊外殼制造領域擁有成熟的技術和經(jīng)驗,以及穩(wěn)定合作的客戶群體,。
兩家法國公司ECA集團和 iXblue 已進入合并前的排他性談判階段,,此次由ECA集團推進的合并將誕生一家海事、慣性導航,、空間和光子學領域的歐洲高科技領軍企業(yè),,ECA和iXblue是長期合作伙伴,ECA將 iXblue 的慣性和水下定位系統(tǒng)集成到其用于海軍水雷戰(zhàn)的自主水下航行器中,。
慣性技術與慣性傳感器發(fā)展
2015-2020年,,全球慣性傳感器市場年均復合增長率為13.0%,2021年市場規(guī)模約為72.6億美元,。慣性技術發(fā)展之初主要用于國防軍工領域,,高精度、高靈敏度是面向軍工慣性技術產(chǎn)品的主要特征,。車聯(lián)網(wǎng),、自動駕駛、汽車智能化的最重要要求是安全,、可靠,,然后才是舒適化,而這一切的背后都離不開傳感器,,特別是用途越來越廣的MEMS慣性傳感器,,也叫慣性測量單元。
慣性傳感器(IMU)主要用來檢測和測量加速度與旋轉(zhuǎn)運動的傳感器,,其原理是采用慣性定律實現(xiàn)的,,這些傳感器從超小型的的MEMS傳感器,到測量精度非常高的激光陀螺,,無論尺寸只有幾個毫米的MEMS傳感器,,到直徑幾近半米的光纖器件采用的都是這一原理,慣性傳感器可以廣泛應用在消費電子,、智能玩具,、汽車電子、工業(yè)自動化,、智慧農(nóng)業(yè),、醫(yī)療器械、儀器儀表,、機器人,、工程機械、導航系統(tǒng),、衛(wèi)星通信,、軍工武器等眾多領域,。
目前明顯的高端慣性傳感器細分市場
慣性傳感器在導航和飛行控制系統(tǒng)、所有類型的商用飛機以及衛(wèi)星軌跡校正和穩(wěn)定中必不可少,。
SpaceX和OneWeb等用于全球互聯(lián)網(wǎng)寬帶和遠程地球監(jiān)測的微型和納米衛(wèi)星星座的興起,,正在推動對衛(wèi)星慣性傳感器的需求達到前所未有的水平。
商業(yè)火箭發(fā)射器子系統(tǒng)對慣性傳感器的需求不斷增長,,進一步提高了市場需求,。
機器人、物流和自動化系統(tǒng)都需要慣性傳感器,。
此外,,隨著自動駕駛汽車趨勢的持續(xù),產(chǎn)業(yè)物流鏈正在發(fā)生轉(zhuǎn)變,。
下游需求大增推進國內(nèi)市場使用量暴漲
目前,,國內(nèi)VR、無人機,、無人駕駛,、機器人等科技消費領域技術日益成熟,應用逐步普及,,帶動國內(nèi)消費端MEMS慣性傳感器市場需求與日俱增,。
此外,在石油勘探,、測量測繪,、高速鐵路、動中通,、天線姿態(tài)監(jiān)測,、光伏跟蹤系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測,、振動監(jiān)測等工業(yè)領域,,智能化應用趨勢明顯,成為國內(nèi)MEMS慣性傳感器市場持續(xù)增長的另一只推手,。
作為航空,、航天領域關鍵的測量器件,慣性傳感器一直是涉及國家國防安全的關鍵器件之一,,國內(nèi)慣性傳感器的生產(chǎn)的大頭一直是中航,、航天、兵工,、中船等和國防直接相關的國有單位。
如今國內(nèi)慣性傳感器市場需求持續(xù)火爆,,國外技術壁壘正逐步被攻克,,國內(nèi)優(yōu)秀慣性傳感器公司正站在一個新時代的交叉點上,。
隨著自動駕駛項目已經(jīng)開始從開發(fā)階段逐漸過渡到中、大批量生產(chǎn),,可以預見該領域存在著需要降低功耗,、減小尺寸、減輕重量,、降低成本的同時保持或擴展性能的壓力,。
尤其微機電慣性器件大規(guī)模生產(chǎn)的實現(xiàn),使得在較低精度即可滿足應用需求的民用領域,,慣性技術產(chǎn)品開始得到廣泛使用,,目前應用領域與規(guī)模正呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。
兆恒機械于 2004 年成立,,主要產(chǎn)品涉及行業(yè)自動化,無人駕駛,,半導體,,新能源,醫(yī)療,,通訊,,汽車,光學,,照明,,航天航空等領域客戶提供優(yōu)質(zhì)精密零部件
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