Fornecedores: Acelerómetros MEMS

4 Leading Suppliers
Adicione a sua empresa
Visualização em grelha Exibição em lista
AMCORIS

Soluções avançadas de deteção de movimento para sistemas autónomos marítimos e de alto mar

Visitar o sítio Web Ver Perfil
Platinum Partner
Silicon Designs

Acelerómetros MEMS industriais e inerciais para aplicações marítimas e em alto mar

Visitar o sítio Web Ver Perfil
Platinum Partner
Tronics Microsystems

Soluções de detecção inercial baseadas em MEMS de alto desempenho para aplicações marítimas, offshore e subaquáticas

Visitar o sítio Web Ver Perfil
Gold Partner
Silicon Sensing

Giroscópios, acelerómetros e sistemas inerciais MEMS de elevado desempenho para aplicações marinhas e marítimas

Visitar o sítio Web Ver Perfil
Gold Partner
Mostre as suas capacidades

Se você projeta, constrói ou fornece Acelerómetros MEMS, create a profile to showcase your capabilities and connect with visitors who have an active requirement for your solutions.

Criar perfil de fornecedor

Acelerómetros MEMS para ROVs, AUVs, sistemas marinhos e marítimos

Summer James

Visão geral por Summer James

Atualizado:

Os acelerómetros MEMS são sensores compactos que detetam a aceleração. Em ROVs, AUVs e ASVs, eles permitem o rastreamento preciso do movimento, o controlo e a integração com sistemas de navegação inercial (INS).

Os acelerómetros MEMS utilizam estruturas microusinadas, como cantiléveres ou massas de prova, gravadas em pastilhas de silício para detectar forças de aceleração. Quando um conjunto sofre movimento ou forças gravitacionais, a massa de prova se move ligeiramente. Esse deslocamento é convertido em um sinal elétrico por meio de transdução capacitiva, piezo-resistiva ou piezoelétrica.

Acelerómetro MEMS da SDI

Acelerómetro MEMS da SDI.

Devido à sua construção em microescala, os acelerómetros MEMS oferecem vantagens importantes em relação aos acelerómetros tradicionais:

  • Compactos e leves: ideais quando o espaço é limitado, como no interior de estruturas de ROV ou fuselagens de AUV.
  • Baixo consumo de energia: adequados para plataformas alimentadas por bateria com orçamentos de energia limitados.
  • Económicos: amplamente disponíveis e mais baratos do que os sensores táticos de alta tecnologia.
  • Medição multieixos escalável: os acelerómetros de 3 eixos vêm em embalagens pequenas.

No contexto marítimo, os sensores acelerómetros MEMS são frequentemente combinados com giroscópios MEMS para formar unidades de medição inercial MEMS (IMUs). Quando integrados com sistemas de navegação inercial (INS), estes componentes permitem a estimativa contínua da posição e atitude, mesmo quando o GPS não está disponível.

Tipos de acelerómetros MEMS

Existem vários tipos de acelerómetros MEMS que vale a pena conhecer:

  • Acelerómetros capacitivos: utilizam placas capacitivas para detetar o movimento da massa de prova. Oferecem boa resolução, estabilidade e uma ampla faixa de temperatura, tornando-os ideais para projetos de nível marítimo.
  • Acelerômetros piezo-resistivos e piezoelétricos: mais adequados para medições de alta frequência ou choque. Os tipos piezoelétricos, frequentemente vistos em acelerômetros piezoelétricos, são robustos e práticos para monitoramento de vibração em cascos ou máquinas.
  • Acelerómetros digitais: integram ADCs integrados para emitir sinais digitais através de I²C ou SPI, reduzindo a suscetibilidade ao ruído analógico e facilitando a integração, especialmente em pilhas de eletrónica marítima.
  • Variantes de 3 eixos e multieixos: permitem deteção abrangente de movimento, inclinação, rotação e guinada; necessárias para navegação e estabilização em ambientes aquáticos dinâmicos.

Acelerómetros MEMS em ROVs, AUVs e ASVs

ROVs

  • Controlo de atitude: acelerómetros de 3 eixos detetam inclinação e rotação, ajudando os sistemas de controlo a manter a estabilidade e melhorar a manobrabilidade perto do fundo do mar ou de estruturas.
  • Monitorização de choques/vibrações: sensores do tipo piezoelétrico medem impactos ou vibrações mecânicas, garantindo a fiabilidade e reduzindo as necessidades de manutenção.
  • Navegação inercial: combinados em IMUs, os acelerómetros alimentam o INS para manter a direção e a profundidade quando o posicionamento acústico com cabo é instável ou indisponível.

AUVs

  • Navegação por estimativa: os dados do acelerómetro e giroscópio MEMS suportam estimativas de posição entre fixações GPS na superfície.
  • Estabilização: os dados de aceleração em tempo real suportam o controlo adaptativo para manutenção da profundidade, altitude e velocidade.
  • Prevenção de colisões: a deteção rápida de desaceleração permite que os sistemas detectem obstáculos de contato ou de curta distância.

ASVs

  • Suporte à navegação: os acelerómetros nas IMUs das embarcações de superfície complementam o GNSS para determinações precisas de posição em mares agitados ou zonas sem GNSS.
  • Compensação de movimento: dados precisos de aceleração permitem a compensação dinâmica de cargas úteis, como sonares, sensores ou antenas.
  • Sistemas de segurança: detetam movimentos repentinos que indicam colisão, inundação ou falha de equipamento.

Integração em sistemas de navegação inercial

Acelerómetro da Tronics Microsystems

Acelerómetro AXO®315 da Tronics Microsystems.

Um INS combina acelerómetros e giroscópios dentro de uma IMU, alimentando dados de movimento em algoritmos que calculam a posição, velocidade e orientação ao longo do tempo. O INS tem as seguintes funções:

  • Capacidade de sobrevivência: mantém a navegação quando ajudas externas, como GPS, não estão disponíveis.
  • Sinergia do sistema: integra-se com registos de velocidade Doppler (DVL), sensores de profundidade, bússolas magnéticas e GNSS por meio da fusão de sensores.
  • Mapeamento preciso do fundo do mar: essencial para AUVs de levantamento geofísico ou ROVs com sonar de varredura lateral.

Os acelerómetros MEMS melhoram significativamente o desempenho do INS, fornecendo deteção de aceleração económica e fiável. As unidades MEMS de alta qualidade apresentam baixo desvio de polarização, alta resolução e resposta de temperatura estável, características necessárias para uma navegação marítima precisa.

Outras aplicações marítimas do acelerômetro MEMS

Além dos sistemas baseados em veículos, os acelerómetros MEMS estão a ser amplamente adotados em uma variedade de outras aplicações marítimas. Seu tamanho reduzido, confiabilidade e capacidade de resposta os tornam adequados para monitoramento, controle e diagnóstico em ambientes marítimos estáticos e dinâmicos. Os principais casos de uso incluem:

  • Monitorização da integridade estrutural: acelerómetros montados em cascos de navios, plataformas offshore e estruturas submarinas detetam sinais de vibração indicativos de fadiga, bioincrustação ou anomalias estruturais.
  • Monitorização de condições: monitorização de sistemas mecânicos a bordo de navios e embarcações — deteção de rotores desequilibrados, desalinhamentos ou falhas nos rolamentos.
  • Veículos subaquáticos além dos AUVs: planadores, flutuadores de perfilagem e planadores de ondas usam acelerômetros MEMS para rastreamento e controle de movimento.
  • Sistemas de amarração e bóias: rastrear inclinações ou acelerações induzidas por ondas em bóias, estações de monitoramento meteorológico ou plataformas de sensoriamento remoto.

Escolhendo o sensor acelerômetro MEMS certo

Fatores importantes na seleção incluem:

  • Faixa de medição: ±2 g para movimentos suaves vs. ±200 g+ para impacto/vibração.
  • Largura de banda: larguras de banda mais baixas (≤100 Hz) são adequadas para navegação; larguras de banda mais altas (>1 kHz) são adequadas para monitoramento de vibração.
  • Densidade e resolução do ruído: determinam a capacidade do sensor de detetar pequenas alterações de aceleração, essenciais na navegação inercial.
  • Estabilidade/desvio de polarização: importante para a longevidade do INS entre correções GNSS.
  • Tolerância ambiental: garante a capacidade de resistir à pressão, salinidade e temperaturas extremas; considere a embalagem e o revestimento conformado.
  • Tipo de interface: escolha analógica ou digital (I²C/SPI) com base na arquitetura eletrônica marítima.

    • Certificação/conformidade: procure produtos marítimos ou de defesa com qualificação para choque/vibração (classificações MIL-STD, IP/ATEX).

Avanços e tendências do setor

Os desenvolvimentos emergentes incluem:

  • MEMS ultraestáveis: os acelerómetros MEMS de baixo desvio de polarização agora se aproximam do desempenho das unidades de nível tático.
  • Tecnologias de fusão de sensores: filtragem em tempo real impulsionada por IA que ajusta dinamicamente os parâmetros do filtro Kalman para otimização do desvio.
  • Miniaturização do sistema: IMUs MEMS agora estão disponíveis em pacotes robustos muito compactos (<10 cm³) adequados para plataformas compactas.
  • Convergência da monitorização de condições: acelerómetros usados simultaneamente para navegação e monitorização da integridade estrutural em plataformas partilhadas.

Os acelerómetros MEMS são indispensáveis na tecnologia marítima. Desempenham funções críticas em ROVs, AUVs e ASVs, permitindo um controlo preciso, compensação de movimento e integração em sistemas de navegação inercial. Além da navegação de veículos, suportam a monitorização estrutural e de condições, sistemas de bóias e plataformas wave-glider. Os acelerómetros MEMS oferecem um equilíbrio entre desempenho, tamanho, custo e consumo de energia que é incomparável aos sensores tradicionais, e os avanços contínuos continuam a expandir a sua relevância em aplicações marítimas e marítimas.

Summer James

Por Summer James