Electromechanical inertial sensors

Electromechanical inertial sensors have generally dominated guidance, navigation, and control applications since the dawn of inertial sensing in the early 1920s. In recent years, however, new technologies have enabled other kinds of sensors that are challenging and have successfully challenged this dominance. For example, the ring laser gyroscope, which was invented in the 1960s, replaced electromechanical instruments in many applications by the late 1980s and early 1990s. Early on, the driving force for introducing these new technologies was to improve performance and reliability. Over the last 30 years or so, the primary driving force has been to achieve equivalent performance at lower cost. Today, new sensor technologies continue to be developed to meet future market needs for applications previously not considered feasible for guidance and navigation. These new and emerging technologies offer little, if any, performance improvement, but are geared toward low life-cycle cost, small size, low production cost, and large-volume manufacturing. Excellent descriptions of the fundamentals of inertial sensor technology are given in.

Another factor that has had a significant influence on inertial sensor development is external aiding. External aiding [whether Doppler, star tracker, seeker, or global positioning system (GPS), for example] is usually required to meet mission accuracy because aiding overcomes inertial sensor drift. Another way of looking at this is that externally aiding the inertial system allows less accurate and therefore less costly inertial sensors to be used. Recently, GPS has become the inertial navigation system (INS) aid of choice because of its relatively low cost and ubiquity. In fact, for a minimum maneuvering vehicle with continuous access to the GPS signal, the navigation function could be accomplished by GPS alone. In reality, the problems of unintentional interference (e.g., blockage by buildings or trees) and ionospheric delays and the need for high-bandwidth/high-speed angular rate and acceleration information, particularly when GPS is deliberately jammed, means that an INS is always required and its relevance enhanced. The need to maintain reasonable cost levels when integrating an INS with GPS is thus driving the need to develop much lower-cost inertial sensors, while concurrently improving their accuracy and low noise levels to accomplish mission performance in the absence of GPS. For future military and civilian applications, it is expected that the use of INS/GPS systems will proliferate and ultimately result in a worldwide navigation accuracy on the order of 1 meter, which will need to be maintained under all conditions.

This paper presents the status of inertial sensor technology in today's applications, followed by a discussion of inertial sensor technology trends and cost and concluded by predictions of the near- and far-term sensor technology applications. It is an update of projections of inertial sensor trends described in.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เฉื่อยเซ็นเซอร์ไฟฟ้ามีครอบงำโดยทั่วไปคำแนะนำ นำทาง และงานควบคุมตั้งแต่เช้าจับเฉื่อยในต้นศตวรรษ 1920 โดย ในปีที่ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีใหม่มีงานอื่น ๆ ชนิดของเซ็นเซอร์ที่ท้าทาย และมีท้าทายนี้ปกครองเรียบร้อยแล้ว เช่น การแหวนเลเซอร์ไจโรสโคป ซึ่งถูกคิดค้นในปี 1960 เครื่องมือไฟฟ้างานปลายทศวรรษ 1980 และช่วงต้นทศวรรษ 1990 แทน ในช่วงต้น แรงขับเคลื่อนสำหรับการแนะนำเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้คือการ ปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ กว่า 30 ปีหรือมากกว่านั้น แรงขับเคลื่อนหลักได้เพื่อ ให้เกิดประสิทธิภาพเท่าที่ต้นทุนต่ำกว่า วันนี้ เทคโนโลยีเซนเซอร์ใหม่ยังมีพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการตลาดในอนาคตสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่ก่อนหน้านี้ ไม่ถือว่าเป็นไปได้สำหรับคำแนะนำและนำทาง เทคโนโลยี ใหม่ ๆ เหล่านี้มีน้อย ถ้ามี คุณภาพ แต่จะมุ่งเน้นต้นทุน ขนาดเล็ก ต้นทุนการผลิตต่ำ และการผลิตปริมาณวงจรชีวิตต่ำ คำอธิบายพื้นฐานของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยเยี่ยมจะได้รับในอีกหนึ่งปัจจัยที่มีอิทธิพลสำคัญในการพัฒนาเซนเซอร์เฉื่อย คือ ช่วยภายนอก ช่วยภายนอก [ว่า Doppler ดาวติดตาม หา หรือจีพีเอส (GPS), เช่น] มักจะต้องตอบสนองภารกิจความแม่นยำเนื่องจากช่วย overcomes ดริฟท์เซ็นเซอร์เฉื่อย อีกวิธีหนึ่งของนี้คือ ภายนอกช่วยระบบเฉื่อยช่วยให้เซนเซอร์เฉื่อยความถูกต้อง และดังนั้นกว่าที่จะใช้ เมื่อเร็ว ๆ นี้ จีพีเอสได้กลายเป็น ช่วยระบบ (อิน) นำเฉื่อยที่เลือกเนื่องจากต้นทุนค่อนข้างต่ำและแพร่หลาย ในความเป็นจริง สำหรับรถยนต์ maneuvering ต่ำสุดต่อเนื่องถึงสัญญาณ GPS ฟังก์ชันนำทางสามารถทำได้ โดย GPS เพียงอย่างเดียว ในความเป็นจริง ปัญหาของสัญญาณรบกวนโดยไม่ได้ตั้งใจ (เช่น อุดตัน โดยอาคารหรือต้นไม้) และความล่าช้า ionospheric และความต้องการสูงแบนด์วิธ/ความเร็วสูงเชิงมุมอัตราและเร่งความเร็วข้อมูล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ GPS จงใจติดค้าง หมายความ ว่า เติมที่จำเป็น และเพิ่มความสัมพันธ์ของเนื้อหา ให้การรักษาเหมาะสมต้นทุนระดับเมื่อรวมการเติม ด้วย GPS จึงขับจำเป็นต้องพัฒนาต้นทุนต่ำมากเฉื่อยเซ็นเซอร์ พร้อมปรับปรุงความแม่นยำและระดับเสียงต่ำที่จะบรรลุภารกิจประสิทธิภาพของ GPS สำหรับทหาร และพลเรือนใช้งานในอนาคต มันเป็นที่คาดว่า ใช้ระบบ เติม/GPS จะหา และในที่สุด ส่งผลให้ความแม่นยำในการนำทางทั่วโลกสั่ง 1 เมตร ซึ่งจะต้องเก็บภายใต้เงื่อนไขทั้งหมดเอกสารนี้แสดงสถานะของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยในการใช้งานของวันนี้ ตาม ด้วยการสนทนาของแนวโน้มเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อย และค่าใช้จ่าย และสรุป โดยการคาดการณ์การใช้งานเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ใกล้ และไกลคำ มันเป็นการปรับปรุงการคาดการณ์แนวโน้มเซ็นเซอร์เฉื่อยที่อธิบายไว้ใน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซ็นเซอร์เฉื่อยไฟฟ้ามีความโดดเด่นโดยทั่วไปคำแนะนำการเดินเรือและการประยุกต์ใช้การควบคุมตั้งแต่รุ่งอรุณของการตรวจจับแรงเฉื่อยในปี ค.ศ. 1920 ต้น ในปีที่ผ่านมา แต่เทคโนโลยีใหม่ได้เปิดใช้งานชนิดอื่น ๆ ของเซ็นเซอร์ที่มีความท้าทายและมีความท้าทายประสบความสำเร็จในการปกครองนี้ ยกตัวอย่างเช่นการหมุนแหวนเลเซอร์ซึ่งถูกคิดค้นขึ้นในปี 1960 แทนที่เครื่องมือไฟฟ้าในการใช้งานจำนวนมากในช่วงปลายปี 1980 และต้นปี 1990 ในช่วงต้นของแรงผลักดันสำหรับการแนะนำเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้คือการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ ในช่วง 30 ปีหรือมากกว่านั้นแรงผลักดันหลักที่ได้รับเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพเทียบเท่าด้วยต้นทุนที่ต่ำ วันนี้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ใหม่ยังคงได้รับการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดในอนาคตสำหรับการใช้งานก่อนหน้านี้ไม่ถือว่าเป็นไปได้สำหรับคำแนะนำและระบบนำทาง เทคโนโลยีใหม่และเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้มีน้อยถ้ามีการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน แต่จะมีการมุ่งเน้นที่ต้นทุนต่ำวงจรชีวิตขนาดเล็กต้นทุนการผลิตต่ำและการผลิตในปริมาณมาก คำอธิบายที่ดีของพื้นฐานของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยจะได้รับใน. ปัจจัยที่มีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญในการพัฒนาเซ็นเซอร์เฉื่อยคือการช่วยงานภายนอก ช่วยงานภายนอก [ว่า Doppler ติดตามดาวผู้สมัครหรือระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS) ตัวอย่างเช่น] มักจะต้องพบกับความถูกต้องเพราะภารกิจช่วยเหลือครอบงำดริฟท์เซ็นเซอร์เฉื่อย วิธีการมองที่นี้ก็คือว่าการช่วยเหลือจากภายนอกระบบเฉื่อยช่วยให้ความแม่นยำน้อยและดังนั้นค่าใช้จ่ายน้อยเซ็นเซอร์เฉื่อยที่จะใช้ เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้กลายเป็นจีพีเอสระบบนำทางเฉื่อย (INS) การช่วยเหลือของทางเลือกเนื่องจากค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำและแพร่หลาย ในความเป็นจริงสำหรับยานพาหนะหลบหลีกขั้นต่ำที่มีการเข้าถึงอย่างต่อเนื่องเพื่อสัญญาณ GPS, ฟังก์ชั่นนำทางอาจจะประสบความสำเร็จโดยจีพีเอสเพียงอย่างเดียว ในความเป็นจริงปัญหาของการรบกวนโดยไม่ได้ตั้งใจ (เช่นการอุดตันโดยอาคารหรือต้นไม้) และความล่าช้า ionospheric และความต้องการแบนด์วิธสูง / ความเร็วสูงอัตราเชิงมุมและข้อมูลการเร่งความเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีจีพีเอสติดจงใจที่หมายความว่า INS อยู่เสมอ ที่จำเป็นและความเกี่ยวข้องที่เพิ่มขึ้น จำเป็นที่จะต้องรักษาระดับราคาที่เหมาะสมเมื่อการบูรณาประท้วงกับจีพีเอสจึงจะขับรถจำเป็นในการพัฒนามากต้นทุนต่ำเซ็นเซอร์เฉื่อยในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความถูกต้องและระดับเสียงต่ำของพวกเขาที่จะบรรลุผลการดำเนินงานภารกิจในกรณีที่ไม่มีจีพีเอส สำหรับการใช้งานทางทหารและพลเรือนในอนาคตก็คาดว่าการใช้ INS / ระบบจีพีเอสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและในที่สุดส่งผลให้มีความถูกต้องนำทางทั่วโลกในลำดับที่ 1 เมตรซึ่งจะต้องได้รับการรักษาภายใต้เงื่อนไขทั้งหมด. บทความนี้นำเสนอสถานะ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยในการใช้งานของวันนี้ตามด้วยการอภิปรายของแนวโน้มเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยและค่าใช้จ่ายและสรุปโดยการคาดการณ์ของจาหน่ายและระยะไกลการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ มันเป็นการปรับปรุงประมาณการแนวโน้มเซ็นเซอร์เฉื่อยที่อธิบายไว้ใน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไฟฟ้าเซ็นเซอร์เฉื่อยโดยทั่วไปมี dominated นำทาง , นำทาง , และควบคุมการใช้งานตั้งแต่รุ่งอรุณของแรงเฉื่อยจากในช่วงต้นปี ค . ในปีล่าสุด อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีใหม่ได้เปิดใช้งานชนิดอื่น ๆของเซ็นเซอร์ที่มีความท้าทายและมีความท้าทายการปกครองนี้ ตัวอย่างเช่น แหวนเลเซอร์ เครื่องมือวัดการหมุนวนซึ่งถูกคิดค้นในปี 1960 , แทนที่ไฟฟ้าเครื่องมือในการใช้งานมาก โดยช่วงปลายทศวรรษ 1980 และ 1990 . เร็ว แรงขับเคลื่อนเพื่อแนะนำเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาหรือดังนั้น แรงขับปฐมภูมิได้รับการเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพเทียบเท่า ราคาถูกกว่า วันนี้ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ใหม่ยังคงได้รับการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดในอนาคตสำหรับการใช้งานก่อนหน้านี้ไม่ถือว่าเป็นไปได้สำหรับคำแนะนำและนำทาง เทคโนโลยีเหล่านี้ และนวัตกรรมใหม่ให้น้อย ถ้ามีการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน แต่จะมุ่งไปทางต่ำต้นทุนวงจรชีวิต มีขนาดเล็ก ต้นทุนการผลิตต่ำ และการผลิตปริมาณมาก คำอธิบายที่ดีของพื้นฐานของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อย จะได้รับในอีกปัจจัยที่มีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่อการพัฒนาเซ็นเซอร์เฉื่อยอยู่ภายนอกช่วยเหลือ . ภายนอกช่วยเหลือ [ ไม่ว่าการติดตาม ผู้ล่า ดาว หรือ ระบบตำแหน่งทั่วโลก ( GPS ) , ตัวอย่างเช่น ] มักจะต้องพบกับภารกิจความถูกต้องเพราะการช่วยงานเอาชนะแรงเฉื่อยเซนเซอร์ดริฟท์ อีกวิธีหนึ่งของการค้นหานี้คือ ภายนอกช่วยเหลือระบบแรงเฉื่อยให้ถูกต้องน้อยลง และน้อยราคาแพงแบบเซ็นเซอร์ที่จะใช้ เมื่อเร็ว ๆนี้ , จีพีเอสเป็นระบบนำร่องเฉื่อย ( INS ) ช่วยเลือกเพราะต้นทุนค่อนข้างต่ำ และแพร่หลาย . ในความเป็นจริงสำหรับยานพาหนะการหลบหลีกขั้นอย่างต่อเนื่องกับการเข้าถึงสัญญาณ GPS , ฟังก์ชั่นนำทางอาจจะสำเร็จได้ด้วย GPS เพียงอย่างเดียว ในความเป็นจริง ปัญหาโดยไม่ทราบสาเหตุรบกวน ( จุก เช่น ตามอาคาร หรือต้นไม้ ) และความล่าช้าขึ้นและความต้องการแบนด์วิดธ์สูง / ความเร็วสูงอัตราเร่งเชิงมุม และข้อมูล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ GPS จะจงใจติด หมายความว่า การประกันภัยอยู่เสมอต้องการและความเกี่ยวข้องมากขึ้น ต้องรักษาระดับต้นทุนที่เหมาะสมเมื่อรวมมีประกันภัยกับ GPS จึงทำให้ต้องพัฒนาลดต้นทุนเซ็นเซอร์เฉื่อยมาก ในขณะที่ พร้อมปรับปรุงความถูกต้องของพวกเขาและระดับเสียงต่ำเพื่อให้บรรลุภารกิจในการขาดประสิทธิภาพของ GPS สำหรับทหารและพลเรือนสมัครในอนาคต คาดว่าใช้ INS / GPS ระบบจะเพิ่มจำนวนและในที่สุดผลในความถูกต้องนำทางทั่วโลกในการสั่งซื้อ 1 เมตร ซึ่งจะต้องได้รับการรักษาภายใต้เงื่อนไขทั้งหมดบทความนี้นำเสนอสถานะของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อยในงานวันนี้ ตามมาด้วยการอภิปรายแนวโน้มของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เฉื่อย และต้นทุนและสรุปโดยคาดคะเนจากใกล้และไกลระยะเซ็นเซอร์เทคโนโลยีโปรแกรม มันคือการปรับปรุงประมาณการของเซ็นเซอร์เฉื่อยแนวโน้มอธิบายใน