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芯动联科MEMS传感器:赋能低空经济新时代

07/29 11:09
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随着低空经济战略的全面推进,以物流配送、载人交通、应急救援、文旅观光等为代表的低空应用场景正在加速落地,eVTOL、无人机等新型飞行器需求持续升温。低空飞行器是一个多传感器融合的复杂智能系统,集成了飞控计算机惯性测量单元(IMU)、GNSS卫星接收机激光雷达/视觉避障、大气数据计算机、动力等多个子系统。其中,IMU与大气压力传感器作为飞行器的“感知神经中枢”,为飞控系统提供姿态、航向、高度等关键物理量输入,直接决定了飞行器的控制精度、导航可靠性与飞行安全。

一、MEMS IMU:低空飞行姿态与导航的基石

高频姿态感知与实时控制:能够以千赫兹级采样频率捕捉飞行器角速度与线加速度的实时变化,为飞控系统输出毫秒级实时姿态数据,支撑飞行器在低空乱流、机动转向等场景下始终保持姿态稳定。

保障GNSS失锁时的连续导航:在城市峡谷、楼宇遮挡、外界干扰等卫星信号不可用的场景中,IMU可以独立完成航迹推算与姿态输出,避免飞行器因导航中断出现失控风险。

多传感器时间同步基准:为GNSS接收机、激光雷达、视觉、大气等多类传感设备提供高精度时间戳对齐,提升整套导航系统的融合精度与运行稳定性。

极端工况下的最后保障职责:通过多冗余MEMS IMU架构,在传感器突发故障的极端场景中,依然可以支撑飞行器完成应急返航、安全迫降等操作,成为守住飞行安全的关键防线。

二、高精度硅谐振压力传感器:大气数据系统的核心感知单元

多场景高精度气压测高,卫星信号失效兜底:依托硅谐振结构超低漂移特性,持续输出稳定连续的气压 - 海拔换算数据,既是常规飞行的基础高度参考,也是GNSS定位失锁场景下的核心备份测高方案。

垂直起降飞行器精准定高悬停控制:针对多旋翼无人机、载人 eVTOL 的垂直起降特性,毫秒级捕捉气压细微波动,配合飞控算法实现无抖动平稳悬停、顺滑升降调节。在无人物流投递、城市载人通勤等精细化作业中,显著降低高度偏移误差,提升作业精度与乘坐舒适度。

大气空速全域监测,支撑巡航动力调控:可搭配皮托管、动压管组件同步采集静压、动压数据,精准换算指示空速与真实空速,辅助飞控系统动态调节推力、优化飞行能耗,保障长航程eVTOL与固定翼无人机的巡航阶段性能稳定。

三、芯动联科核心产品与技术优势

芯动联科作为国家专精特新“小巨人”企业,深耕高性能MEMS惯性技术十余年,具备从MEMS敏感结构设计、ASIC电路开发、封装测试到模组生产的全产业链自主能力,有效解决了供应链安全问题。企业拥有高精度导航级MEMS芯片系列与成熟的车规级量产工艺,产品覆盖不同精度等级和应用场景,既能满足载人 eVTOL 的高精度需求,也可适配物流无人机、巡检无人机等大众低空设备的大批量需求。

MEMS IMU产品

产品系列 核心参数(陀螺零偏不稳定性) 核心优势 典型应用场景
导航级MEMS航姿 ≤0.05°/h 航空级精度、高可靠、适航认证 载人eVTOL、城市空中交通
工业级IMU ≤0.5°/h 高性价比、量产能力 物流无人机

芯动联科导航级IMU在GNSS失锁60秒内航向精度仍可达0.05°,性能指标对标国际先进水平,能够满足eVTOL等载人飞行器对惯性传感器的高精度要求,维持长时间高精度导航。

高精度硅谐振压力传感器

精准高度锁定、稳定悬停、空速测算直接关系到飞行器的操控稳定性与飞行安全。传统压感器件温漂大、长期稳定性差,难以适配载人 eVTOL、大型物流无人机严苛的航空工况。芯动联科自研的XDP8100 系列硅谐振压力传感器,专为航空级大气数据系统打造,是低空飞行器高度、空速感知的理想选择。

超高测量精度与长期稳定性:谐振式 MEMS 敏感芯体,综合精度达到 ±01% FS,温漂、时漂指标优于普通压阻式压力传感器,全飞行周期维持稳定测量精度。

内置全数字化 ASIC 补偿电路:集成专用信号调理、温度补偿,出厂完成全域标定,直接输出高分辨率数字信号,无需客户额外搭建补偿电路,简化整机系统集成。

超宽耐温工况:工作温度覆盖 - 45℃~+85℃区间,可应对高空低温、地面暴晒、低空乱流温差剧烈变化等极端环境。

四、专业适航与功能安全支持

适航认证是载人eVTOL商业化运营的法定门槛。中国民航局(CAAC)对有人驾驶载人eVTOL采取"一事一议"的审定政策,每个项目均需单独制定专用条件。主要参考CCAR-23部《正常类飞机适航规定》、CCAR-27部《轻型旋翼机适航规定》,以及《动力提升航空器适航专用条件》。

适航认证是设备级→系统级→整机级的全链条验证。核心传感器必须在设备级满足严苛的环境适应性与电磁兼容性要求,在系统级满足功能安全性与可靠性指标,最终支撑整机取得型号合格证(TC)、生产许可证(PC)和适航证(AC)。

芯动联科已建立完整的航空级产品开发流程与质量管理体系,通过ISO9001质量体系认证,IATF16949车规级质量体系认证,ISO 26262汽车功能安全(ASIL-B)认证,具备支撑适航认证的技术基础与工程能力。

目前,芯动联科已向多家eVTOL厂商提供技术方案、测试方案,并深度配合客户进行飞行器的适航认证过程,积累了丰富的航空级产品开发和认证经验。

五、结语

低空经济作为国家战略性新兴产业,正在迎来前所未有的发展机遇。MEMS IMU与大气压力等核心传感器的自主可控和性能提升,是低空经济规模化、安全化发展的关键基石。

芯动联科(股票代码:688582)将持续深耕高精度MEMS传感领域,不断提升产品性能和可靠性,以"中国芯"赋能低空经济发展,为eVTOL、物流无人机等低空飞行器提供更安全、更精准、更可靠的惯性感知与大气传感解决方案,与产业伙伴共同开创低空经济的美好未来。

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