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提高工業(yè)控制集成MEMS慣性傳感器

2474220 2017-09-12 | rar | 0.1 MB | 次下載 | 免費(fèi)

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資料介紹

新的傳感器技術(shù)的發(fā)展讓

在工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計革命性的改進(jìn)。

應(yīng)用慣性傳感器可以潛在地提高

包括平臺系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運(yùn)動

工業(yè)機(jī)械控制、安全/監(jiān)視設(shè)備，

機(jī)器人、工業(yè)車輛導(dǎo)航和機(jī)械

平。這種傳感器所提供的運(yùn)動信息

可以提高性能但不僅是無價的

可靠性，安全性，和擁有成本。

然而，有克服這些障礙，獲得

的好處，尤其是在艱難的物質(zhì)環(huán)境

許多工業(yè)應(yīng)用中，在溫度、振動，

有限的空間，和其他因素，必須加以解決。提取

來自傳感器的數(shù)據(jù)一致性，將其轉(zhuǎn)化為有用的

的信息，并對它的反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的時間

和功率預(yù)算需要專業(yè)知識的部分

在許多技術(shù)領(lǐng)域的工程師，包括謹(jǐn)慎

設(shè)計實(shí)踐。

理解問題

慣性傳感器信息進(jìn)行處理

結(jié)合，派生出許多不同類型的運(yùn)動、位置，

定向輸出。每種運(yùn)動都需要一個寬的范圍。

依賴于應(yīng)用程序的復(fù)雜性，必須范圍

理解.一個很好的例子就是工業(yè)控制。

應(yīng)用在某些形式的指向或轉(zhuǎn)向

設(shè)備很有用。傾斜或角度傳感通常在

這種應(yīng)用的心，最簡單的化身，

在管傳感器機(jī)械泡沫或球就夠了。

然而，在指定的傳感器的需求，充分的運(yùn)動

必須分析末端系統(tǒng)的動力學(xué)、環(huán)境、生命周期和可靠性期望。如果系統(tǒng)

運(yùn)動是相對靜止的，一個簡單的角度傳感器的可能

足夠的；但響應(yīng)時間、沖擊和振動的大小，和

在生活將駕駛性能漂移的實(shí)際技術(shù)

決策。此外，許多系統(tǒng)涉及多個

型運(yùn)動（旋轉(zhuǎn)加加速度，例如），和

經(jīng)常操作一個以上的軸，從而驅(qū)動

需要考慮結(jié)合多傳感器類型。

一旦正確的傳感器類型和技術(shù)是已知的

挑戰(zhàn)變化的理解，并最終補(bǔ)償

因?yàn)?，傳感器的反?yīng)環(huán)境（溫度，

振動，沖擊，安裝位置，時間和其他變量）。

這樣的環(huán)境補(bǔ)償涉及額外的

電路，測試，校準(zhǔn)和動態(tài)調(diào)整。

因?yàn)槊總€傳感器類型，最終每個傳感器，是

獨(dú)特的，有附加或欠補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)險，除非傳感器特性被完全理解。

最后一點(diǎn)是什么驅(qū)使許多設(shè)計師采用更多

完全集成的傳感器解決方案，可以減少障礙

采納和實(shí)施。

慣性傳感器組件：線性速率

角速率傳感器

有幾種慣性傳感器。MEMS（Micro

機(jī)電系統(tǒng)）傳感器技術(shù)在

最完善的和具有廣泛的好處

應(yīng)用范圍。MEMS線性速率傳感器（加速度計）徹底改變了汽車安全氣囊系統(tǒng)

15年前的工業(yè)。從那時起，他們啟用了獨(dú)特的

特點(diǎn)及應(yīng)用范圍從硬盤保護(hù)

在更直觀的用戶動作捕捉在游戲筆記本電腦

控制器。

角速率傳感器也可從MEMS結(jié)構(gòu)

基于諧振陀螺原理。兩多晶硅

傳感結(jié)構(gòu)，每個包含一個抖動的框架，這是

靜電驅(qū)動諧振。這產(chǎn)生的

在旋轉(zhuǎn)過程中創(chuàng)建一個科里奧利效應(yīng)所必需的運(yùn)動。

在兩幀外的極端，正交

抖動，手指放在固定的活動

手指形成一個電容拾取結(jié)構(gòu)檢測

科里奧利力的運(yùn)動。當(dāng)MEMS陀螺儀旋轉(zhuǎn)時，改變

在活動的手指位置檢測是通過改變

電容，以及由此產(chǎn)生的信號被饋送到一系列的增益

解調(diào)階段產(chǎn)生的電率

信號輸出。在某些情況下，然后將信號轉(zhuǎn)換

進(jìn)入一個專有的數(shù)字校正電路。

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