由于歷史發展原因，我國傳感器，尤其是中高端傳感器的發展，長期滯后于國際先進水平，存在不少被“卡”脖子的細分領域，高端傳感器技術的突破往往由國外企業完成，之后國內企業才進行仿制、跟進，落后于人。

這里面，就包括高端慣性傳感器領域，中高端慣性傳感器（涵蓋加速度計、陀螺儀、IMU慣性測量單元等）是國防軍事、航天航空等關系國計民生的重要領域的核心基礎零部件，此前，一度有傳聞早期我國通過拆解國外進口機器中的慣性傳感器，將這些慣性傳感器再用在我國的國防設備中。

據知名咨詢機構Yole的《High-end Inertial Sensors 2024》報告指出，全球高端慣性傳感器行業仍由三大巨頭主導，市場份額方面，美國占64%，歐洲和中東占28%，亞洲和世界其他地區占8%，顯然中國的高端慣性傳感器在這8%里面——弱小的可憐。

近年來，我國對傳感器的關注度提高，在高端傳感器領域的研發取得了一些令人振奮的成果，本文，我們將介紹一款由國產傳感器企業研發，具有完全自主知識產權，突破國外巨頭技術壟斷、全球領先的高端慣性傳感器產品——全數字輸出石英撓性加速度傳感器。

這款產品對國產高端慣性傳感器領域具有什么里程碑意義？

在航天航空、國防軍事、高端智能制造等對測量精度要求嚴苛的領域，石英撓性加速度傳感器（以下簡稱“石英加計”）作為核心測量器件，其性能直接決定了裝備系統的整體精度與可靠性。

長期以來，國內石英加計市場以傳統模擬輸出產品為主，存在信號轉換復雜、抗干擾能力弱、系統適配成本高等痛點。

近日，天羿領航自主研發的國內首款全數字輸出石英加計正式亮相（該產品實現了全數字伺服閉環電路控制），不僅填補了國內該類產品的技術空白，更以軍工級品質重新定義了石英加計的技術標準，為高精度慣性測量領域帶來里程碑式突破。

一、從“模擬”到“數字”：石英加計的技術迭代之路

要理解全數字輸出石英加計的革新價值，需先清晰傳統石英加計的技術局限與行業需求的矛盾點。

（一）傳統石英加計：精度可靠但適配性受限

從目前市場來看，傳統石英加計由加速度計表頭與模擬伺服回路構成，核心優勢在于“小體積、高精度、高可靠性”——其采用石英玻璃擺片作為敏感元件，通過差動電容檢測擺片偏轉，再經模擬回路輸出與加速度成正比的電流信號，因此廣泛應用于航天導航、軍事裝備、工業自動化等領域。

但隨著數字化裝備的普及，傳統產品的短板逐漸凸顯：

信號需額外轉換：輸出的模擬電流信號（或電壓信號）無法直接對接數字控制系統，必須搭配模數轉換I/F變換設備（或ADC），增加了系統復雜度與硬件成本；

抗干擾能力較弱：模擬伺服回路易受溫度漂移、電磁干擾（EMI）影響，在復雜環境下（如高溫、強電磁場景）測量穩定性下降；

能耗與體積冗余：外掛的信號轉換電路不僅占用空間，還導致整體功耗偏高，難以滿足小型化、低功耗裝備的需求。

▲傳統石英撓性加計拆解結構示意圖

（二）天羿領航全數字輸出石英加計：原位升級，六大核心突破

天羿領航的全數字輸出石英加計，在不改變傳統產品外形尺寸與安裝接口的前提下，通過“硬件集成+算法優化”實現了從“模擬”到“數字”的跨越，該特點使其在加計產品中獲得了較多關注。

1、硬件集成：內部集成超小尺寸全數字閉環伺服電路（已獲發明專利授權），替代部分傳統模擬電路，大幅提升信號處理效率與穩定性。

2、算法優化：搭載自研智能數字伺服控制算法，優化信號采集、濾波與補償流程，進一步提升測量精度。

據了解，此次升級帶來的六大核心提升，精準解決了傳統產品的痛點：

數字信號直發：直接輸出TTL電平數字信號，無需額外轉換模塊即可與計算單元無縫對接，顯著簡化系統架構，降低硬件搭建成本。 內置溫度補償：集成專屬溫度處理單元，在設備內部自主完成溫度漂移修正，復雜溫環境下測量穩定性提升。 安裝原位替換：所有數字處理電路均嵌入原有產品結構，安裝時可直接替換傳統模擬石英加計，無需對現有設備進行改造，降低用戶更換成本與時間成本。 體積與器件優化：省去傳統方案中價格高昂、體積較大的外掛I/F轉換電路，在保持高性能的同時，實現產品小型化，更適應設備緊湊空間需求。 能耗顯著降低：重構I/F轉換電路設計，相比“表頭+外掛I/F轉換電路” 的傳統模式，功耗大幅降低60%，更符合低功耗設備運行需求。 可靠性全面提升：數字閉環反饋技術減少溫漂、電磁干擾對信號的影響，同時優化抗沖擊、抗振動性能，延長產品使用壽命，降低故障風險。

二、全數字輸出的技術內涵：不止是“信號形式”的改變

在該產品的隨機用戶采訪中發現，全數字輸出看似僅是信號輸出形式的改變，實則是石英加計技術的一次全方位升級。

天羿領航全數字輸出石英加計，在實現結構原位替換的基礎上，新增C/V轉換、數字伺服閉環控制、模數轉換等核心電路，從抗干擾能力、系統適配性、場景適用性等維度實現突破，在高精尖裝備領域具有劃時代意義。

這種技術重構的價值，體現在三個關鍵維度：

抗干擾能力：數字信號相比模擬信號，在傳輸過程中受電磁干擾、噪聲的影響顯著降低，尤其適合軍工裝備、航空航天等強干擾場景；

系統適配性：直接對接數字控制系統，減少了中間轉換環節的誤差，同時降低了系統集成難度，縮短了裝備研發周期；

場景擴展性：低功耗、小型化的特性，使其可適配智能駕駛（高精度姿態感知）、高端智能制造（設備精準定位）等新興領域，打破了傳統石英加計“僅用于高端裝備”的應用局限。

三、全數字與傳統產品的核心參數對比

為直觀展現全數字輸出石英加計的優勢，我們結合天羿領航公布的產品參數與行業測試數據，從輸出形式、性能、可靠性等維度進行對比：

（一）輸出信號形式與電路結構對比

（二）核心性能與可靠性對比

四、天羿領航產品測試信息

經天羿領航公司授權，傳感器專家網首次發布全數字伺服控制電路型數字輸出石英撓性加速度傳感器部分測試信息，樣品為封蓋后的成品（見下圖），輸出線直接焊接在針腳上，大小表頭均用工業AB膠封蓋。

▲天羿領航研制的兩款數字石英加計測試圖

▲左為小表頭型號（TYAMG-XAQ-2035），右為大表頭型號（TYAMG-XAQ-1035）

據業內某所測試報告顯示，天羿領航所產的數字石英加計產品，其某批次的大、小表頭主要性能指標測試結果如下：

TYAMG-XAQ-1035（大表頭）性能指標試驗結果（未加溫補數據）

TYAMG-XAQ-2035（小表頭）性能指標試驗結果（未加溫補數據）

從測試數據表現來看，天羿領航全數字輸出石英加計整體性能較高。

主要性能指標：零偏月穩定性、零偏月重復性均控制在20μg以內。

相關行業專家認證：天羿領航的數字石英加計產品相比于傳統外掛轉換電路的加速度計，在性能表現上相當。體積更小，可以實現結構上的原位替換。

該產品的創新設計，或許會為行業提供新的發展思路，隨著MEMS工藝與數字補償算法的深度融合，全數字石英加計將迎來兩大發展方向：

1、成本優化：核心器件集成度提升與工藝成熟，將推動產品成本進一步降低，為向領域拓展奠定基礎。

2、場景延伸：逐步應用于智能駕駛（高精度姿態感知）、高端智能制造（設備精準定位）、精密儀器（微加速度測量）等領域，推動更多行業實現精度升級與技術革新，最終開啟慣性測量技術的“全數字時代”。

結語

天羿領航全數字輸出石英加計的推出，不僅是一家企業的技術突破，更是我國高精度慣性測量產業從“技術跟隨”到“技術引領”的縮影。

在航天強國、制造強國戰略的推動下，以全數字石英加計為代表的核心器件，將持續為我國高端裝備發展提供堅實的技術支撐，同時也為全球高精度測量領域貢獻“中國方案”。

傳感器專家網將持續關注該產品的市場應用與技術迭代，為行業提供更多深度解讀與數據支撐。