填补国产高端传感器空白！中国首款全数字伺服电路石英加计落地！天羿领航推动高精度惯性测量技术迈入“数字新纪元”

由于历史发展原因，我国传感器，尤其是中高端传感器的发展，长期滞后于国际先进水平，存在不少被“卡”脖子的细分领域，高端传感器技术的突破往往由国外企业完成，之后国内企业才进行仿制、跟进，落后于人。

这里面，就包括高端惯性传感器领域，中高端惯性传感器（涵盖加速度计、陀螺仪、IMU惯性测量单元等）是国防军事、航天航空等关系国计民生的重要领域的核心基础零部件，此前，一度有传闻早期我国通过拆解国外进口机器中的惯性传感器，将这些惯性传感器再用在我国的国防设备中。

据知名咨询机构Yole的《High-end Inertial Sensors 2024》报告指出，全球高端惯性传感器行业仍由三大巨头主导，市场份额方面，美国占64%，欧洲和中东占28%，亚洲和世界其他地区占8%，显然中国的高端惯性传感器在这8%里面——弱小的可怜。

近年来，我国对传感器的关注度提高，在高端传感器领域的研发取得了一些令人振奋的成果，本文，我们将介绍一款由国产传感器企业研发，具有完全自主知识产权，突破国外巨头技术垄断、全球领先的高端惯性传感器产品——全数字输出石英挠性加速度传感器。

这款产品对国产高端惯性传感器领域具有什么里程碑意义？

在航天航空、国防军事、高端智能制造等对测量精度要求严苛的领域，石英挠性加速度传感器（以下简称“石英加计”）作为核心测量器件，其性能直接决定了装备系统的整体精度与可靠性。

长期以来，国内石英加计市场以传统模拟输出产品为主，存在信号转换复杂、抗干扰能力弱、系统适配成本高等痛点。

近日，天羿领航自主研发的国内首款全数字输出石英加计正式亮相（该产品实现了全数字伺服闭环电路控制），不仅填补了国内该类产品的技术空白，更以军工级品质重新定义了石英加计的技术标准，为高精度惯性测量领域带来里程碑式突破。

一、从“模拟”到“数字”：石英加计的技术迭代之路

要理解全数字输出石英加计的革新价值，需先清晰传统石英加计的技术局限与行业需求的矛盾点。

（一）传统石英加计：精度可靠但适配性受限

从目前市场来看，传统石英加计由加速度计表头与模拟伺服回路构成，核心优势在于“小体积、高精度、高可靠性”——其采用石英玻璃摆片作为敏感元件，通过差动电容检测摆片偏转，再经模拟回路输出与加速度成正比的电流信号，因此广泛应用于航天导航、军事装备、工业自动化等领域。

但随着数字化装备的普及，传统产品的短板逐渐凸显：

• 信号需额外转换：输出的模拟电流信号（或电压信号）无法直接对接数字控制系统，必须搭配模数转换I/F变换设备（或ADC），增加了系统复杂度与硬件成本；
• 抗干扰能力较弱：模拟伺服回路易受温度漂移、电磁干扰（EMI）影响，在复杂环境下（如高温、强电磁场景）测量稳定性下降；
• 能耗与体积冗余：外挂的信号转换电路不仅占用空间，还导致整体功耗偏高，难以满足小型化、低功耗装备的需求。

▲传统石英挠性加计拆解结构示意图

（二）天羿领航全数字输出石英加计：原位升级，六大核心突破

天羿领航的全数字输出石英加计，在不改变传统产品外形尺寸与安装接口的前提下，通过“硬件集成+算法优化”实现了从“模拟”到“数字”的跨越，该特点使其在加计产品中获得了较多关注。

1、硬件集成：内部集成超小尺寸全数字闭环伺服电路（已获发明专利授权），替代部分传统模拟电路，大幅提升信号处理效率与稳定性。

2、算法优化：搭载自研智能数字伺服控制算法，优化信号采集、滤波与补偿流程，进一步提升测量精度。

据了解，此次升级带来的六大核心提升，精准解决了传统产品的痛点：

数字信号直发：直接输出TTL电平数字信号，无需额外转换模块即可与计算单元无缝对接，显著简化系统架构，降低硬件搭建成本。

内置温度补偿：集成专属温度处理单元，在设备内部自主完成温度漂移修正，复杂温环境下测量稳定性提升。

安装原位替换：所有数字处理电路均嵌入原有产品结构，安装时可直接替换传统模拟石英加计，无需对现有设备进行改造，降低用户更换成本与时间成本。

体积与器件优化：省去传统方案中价格高昂、体积较大的外挂I/F转换电路，在保持高性能的同时，实现产品小型化，更适应设备紧凑空间需求。

能耗显著降低：重构I/F转换电路设计，相比“表头+外挂I/F转换电路” 的传统模式，功耗大幅降低60%，更符合低功耗设备运行需求。

可靠性全面提升：数字闭环反馈技术减少温漂、电磁干扰对信号的影响，同时优化抗冲击、抗振动性能，延长产品使用寿命，降低故障风险。

二、全数字输出的技术内涵：不止是“信号形式”的改变

在该产品的随机用户采访中发现，全数字输出看似仅是信号输出形式的改变，实则是石英加计技术的一次全方位升级。

天羿领航全数字输出石英加计，在实现结构原位替换的基础上，新增C/V转换、数字伺服闭环控制、模数转换等核心电路，从抗干扰能力、系统适配性、场景适用性等维度实现突破，在高精尖装备领域具有划时代意义。

这种技术重构的价值，体现在三个关键维度：

• 抗干扰能力：数字信号相比模拟信号，在传输过程中受电磁干扰、噪声的影响显著降低，尤其适合军工装备、航空航天等强干扰场景；

• 系统适配性：直接对接数字控制系统，减少了中间转换环节的误差，同时降低了系统集成难度，缩短了装备研发周期；

• 场景扩展性：低功耗、小型化的特性，使其可适配智能驾驶（高精度姿态感知）、高端智能制造（设备精准定位）等新兴领域，打破了传统石英加计“仅用于高端装备”的应用局限。

三、全数字与传统产品的核心参数对比

为直观展现全数字输出石英加计的优势，我们结合天羿领航公布的产品参数与行业测试数据，从输出形式、性能、可靠性等维度进行对比：

（一）输出信号形式与电路结构对比

（二）核心性能与可靠性对比

四、天羿领航产品测试信息

经天羿领航公司授权，传感器专家网首次发布全数字伺服控制电路型数字输出石英挠性加速度传感器部分测试信息，样品为封盖后的成品（见下图），输出线直接焊接在针脚上，大小表头均用工业AB胶封盖。

▲天羿领航研制的两款数字石英加计测试图

▲左为小表头型号（TYAMG-XAQ-2035），右为大表头型号（TYAMG-XAQ-1035）

据业内某所测试报告显示，天羿领航所产的数字石英加计产品，其某批次的大、小表头主要性能指标测试结果如下：

TYAMG-XAQ-1035（大表头）性能指标试验结果（未加温补数据）

TYAMG-XAQ-2035（小表头）性能指标试验结果（未加温补数据）

从测试数据表现来看，天羿领航全数字输出石英加计整体性能较高。

主要性能指标：零偏月稳定性、零偏月重复性均控制在20μg以内。

相关行业专家认证：天羿领航的数字石英加计产品相比于传统外挂转换电路的加速度计，在性能表现上相当。体积更小，可以实现结构上的原位替换。

该产品的创新设计，或许会为行业提供新的发展思路，随着MEMS工艺与数字补偿算法的深度融合，全数字石英加计将迎来两大发展方向：

1、成本优化：核心器件集成度提升与工艺成熟，将推动产品成本进一步降低，为向领域拓展奠定基础。

2、场景延伸：逐步应用于智能驾驶（高精度姿态感知）、高端智能制造（设备精准定位）、精密仪器（微加速度测量）等领域，推动更多行业实现精度升级与技术革新，最终开启惯性测量技术的“全数字时代”。

结语

天羿领航全数字输出石英加计的推出，不仅是一家企业的技术突破，更是我国高精度惯性测量产业从“技术跟随”到“技术引领”的缩影。

在航天强国、制造强国战略的推动下，以全数字石英加计为代表的核心器件，将持续为我国高端装备发展提供坚实的技术支撑，同时也为全球高精度测量领域贡献“中国方案”。

传感器专家网将持续关注该产品的市场应用与技术迭代，为行业提供更多深度解读与数据支撑。