利用集成式MEMS惯性传感器改善工业控制

作者:Bob Scannell,ADI公司MEMS和传感器技术部业务开发经理

最近的传感器技术发展使得工业系统设计实现革命性的进步。惯性传感器能够改善系统性能的应用包括:平台稳定、工业机械运动控制、安全/监控设备、机器人、工业车辆导航和机械调平等。这种传感器提供的运动信息非常有用,不仅能改善性能,而且能提高可靠性、安全性并降低成本。

然而,要想获得这些好处,必须克服一些障碍,因为许多工业应用处在恶劣的物理环境下,需要考虑温度、振动、空间限制和其他因素的影响。就工程师而言,为了从传感器获取一致的数据,将其转换成有用的信息,然后在系统的时序和功耗预算内做出反应,工程师必须拥有多种技术领域的知识和经验,并且遵循良好的设计规范。

了解问题

来自惯性传感器的信息经过处理和积分后,可以提供许多不同类型的运动、位置和方向输出。每种类型的运动都涉及到一系列应用相关的复杂因素,对此必须加以了解。工业控制应用就是一个很好的例子,某种形式的指向或转向设备对这些应用十分有用。倾斜或角度检测常常是此类应用的核心任务,在最简单的范例中,机械气泡传感器便可满足需要。然而,在明确传感器需求之前,必须分析最终系统的完整运动动力学特性、环境、寿命周期和可靠性预期。如果系统的运动相对而言为静态,简单的角度传感器可能就足够了,但实际的技术决策取决于响应时间、冲击和振动、尺寸、整个寿命期间的性能漂移。此外,许多系统涉及到多种类型的运动(如旋转和加速度等),而且往往在多个轴上工作,这就需要考虑将多种类型的传感器结合在一起。

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