Контроль параметров движения становится все более востребованным

В настоящее время датчики для контроля параметров движения (измерения ускорения, ударов, вибрации, углов отклонения от заданного положения) широко используются в качестве средств для управления работой различных объектов. Основой таких систем является датчик линейного ускорения — акселерометр. Его применение открывает широкие возможности по решению задач в разных областях современной техники. Это могут быть исследовательские, геодезические, строительные работы, машиностроение (системы безопасности на основе датчиков удара), авиастроение (датчики для корректировки параметров движения) и др. Использование базовых технологий микроэлектроники позволяет реализовывать подобные системы на стандартном оборудовании и не требует дополнительных финансовых вложений.

Версия для печати: 

Контроль параметров движения становится все более востребованным

 

КОНТРОЛЬ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ В БЫТУ

В повседневной жизни постоянно возникают ситуации, связанные с риском получения травм из-за несвоевременного обнаружения потенциально опасного события и слишком поздней реакции на него. Существует большое количество задач, которые можно решить благодаря акселерометрам (к примеру, присмотр за детьми и больными людьми, контроль вибрации бытовых приборов, улучшение качества любительских фотосьемок и др.).

С технологической точки зрения реализуется один и тот же конструктив — микромеханический чувствительный элемент. У него посредством выполнения стандартных для микроэлектроники операций сформированы подвижныеи неподвижные части, перемещение которых происходит под воздействием ударов и вибрации и затем преобразуетсяв электрический сигнал. Это и дает возможность создать на их основе системы для контроля параметров движения. Акселерометры имеют большой потенциал для использования в системах контроля вибрации и ударов «умного дома».Так, датчики линейного ускорения помогут определять передвижение по комнате и управлять электроприборами.

---

---

 

ЭФФЕКТЫ   Улучшение качества ухода за пожилыми и больными людьми, повышение качества медицинского обслуживания   Снижение бытового и детского травматизма   Повышение общего уровня комфорта проживания при отсутствии существенных финансовых вложений  Повышение качества фото- и видеоматериалов при любительских съемках

ОЦЕНКИ РЫНКА $6,5 млрд достигнет объем рынка датчиков движенияк 2020 г. (в 2014 г. — $3 млрд) (ежегодный темп роста составит 13%)

ДРАЙВЕРЫ И БАРЬЕРЫ   Развитие микроэлектроники, распространение Интернета вещей  Цифровизация производства и автоматизация производственных мощностей  Повышение уровня значимости социально-ориентированных проектов     Технологическое отставание Россиив развитии микроэлектронного оборудования для производства комплектующих  Высокая стоимость конечного продукта из-за отсутствия серийного производствав России

---

 

---

 

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ

УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ  ТЕХНОЛОГИИ В РОССИИ «Заделы» – наличие базовых знаний,компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований

КОНТРОЛЬ УДАРОВ И ВИБРАЦИИ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАДАЧАХ

Деградация узлов любой механической системы, приводящая к разрушению и последующей аварийной ситуации, может быть спрогнозирована с целью своевременного ремонта или замены потенциально ненадежного узла. Так, у существующих систем безопасности транспортных систем (к примеру, автомобиля) контроль параметров движения по разным направлениям недостаточно полный. С помощью датчика линейного ускорения можно значительно повысить надежность и безопасность автомобиля.

В перспективе будут расширены функциональные возможности датчика за счет обеспечения его универсальности.Он найдет свое применение в системах безопасности на транспорте: как напрямую — для подушек безопасности,так и косвенно — в составе «умных» систем, совмещающих функции датчика удара и системы контроля параметров движения автомобиля (управляемые стоп-сигналы, ABS, системы курсовой устойчивости).

Акселерометр может быть также использован в качестве первичного источника для оперативного получения спектра колебаний узла транспортной системы. Последующий анализ данного спектра позволит своевременно выявить отклонения параметров конструкции от нормы и оценить необходимость ремонта или полной замены узла. Подобный подход может оказаться полезен и в случае необходимости мониторинга рабочих мест при вибрации, и для контроля параметров движения при транспортировке грузов и товаров.

---

---

 

ЭФФЕКТЫ   Повышение безопасности транспортных систем, снижение риска возникновения аварийных ситуаций на дороге  Улучшение качества сервисного обслуживания транспортных систем  Снижение расходов на ликвидацию последствий аварийных ситуаций   Снижение уровня производственного травматизма   Оперативный контроль перемещения хрупких грузов

ОЦЕНКИ РЫНКА до $240 млн к 2021 г. вырастет рынок датчиков для контроля ударов и вибрации в промышленности (ежегодный рост за 2015–2021 гг. — 14%)

ДРАЙВЕРЫ И БАРЬЕРЫ  Необходимость оперативного контроля подвижных узлов   Высокая стоимость существующих способов контроля предаварийного состояния деталей и узлов  Требования по обеспечению мобильности диагностического оборудования  Недостаточная информация по усталостным свойствам известных узлов  Отсутствие информации по результатам экспериментальных исследований эффективности применения датчиковв указанной области  Высокая стоимость конечного продукта из-за отсутствия серийного производства

---

---

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ

УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ  ТЕХНОЛОГИИ В РОССИИ «Возможность альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на высоком уровне и способных на равных сотрудничать с мировыми лидерами

РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ КОРПУСИРОВАНИЯ И 3D-СБОРКИ

Из-за малых габаритных размеров, низкого энергопотребления и стоимости МЭМС-датчики нашли применение как в бытовых приборах, так и в авиационной технике. Они активно используются в бесплатформенных инерциальных системах навигации и ориентации (ИНС). Задача ИНС состоит в определении ускорения объекта и его угловых скоростей с помощью установленных на движущемся объекте приборов и устройств. Принцип действия этих систем основанна свойствах инерции тел, являющихся автономными. Они не требуют наличия поступающих извне сигналов. Инерциальная навигация возникла в ответ на необходимость создания автономных навигационных систем.

Наличие больших шумовых и случайных составляющих сигнала МЭМС-датчиков время автономной работы систем навигации на их основе ограничено, т.к. происходит накопление ошибки. Следовательно, применение данных автономных систем ориентации и навигации возможно в объектах, где происходит периодическая коррекция навигационных параметров, поступающих с высокоточного источника или имеющих малое время автономной работы. Таковыми могут быть различные навигационные МЭМС-приборы, интегрированные со спутниковыми системами навигации GPS, ГЛОНАСС, Галилео — для наземных и воздушных объектов, а также с приборами астронавигации — для космических аппаратов.

---

---

 

ЭФФЕКТЫ  Улучшение массогабаритных показателей  Повышение стойкости к механическими климатическим воздействиям  Снижение стоимости и энергопотребления  Повышение надежности устройств

ОЦЕНКИ РЫНКА до $1,7 млрд 2017 г. вырастет рынок комбинированных датчиков (в 2012 г. — $100 млн, среднегодовой темп роста 2012–2017 гг. составит ок. 70%)

ДРАЙВЕРЫ И БАРЬЕРЫ   Развитие авиационной промышленностив РФ  Техническая реализуемость поставленных перед датчиком задач в указанной области   Более высокая стойкость к механическим воздействиям по сравнению с аналогами  Отсутствие необходимых материалов и комплектующих отечественного производства   Высокая стоимость конечного продукта из-за отсутствия серийного производства

---

---

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

МЕЖДУНАРОДНЫЕ  ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ

УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ  ТЕХНОЛОГИИ В РОССИИ «Паритет» – уровень российских исследований не уступает мировому