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何謂傳感器(Sensor)?
傳感器(Sensor)是指將收集到的信息轉(zhuǎn)換成設(shè)備能處理的信號(hào)的元件或裝置。
人類會(huì)基于視覺、聽覺、嗅覺、觸覺獲得的信息進(jìn)行行動(dòng),設(shè)備也一樣,根據(jù)傳感器獲得的信息進(jìn)行控制或處理。
傳感器收集轉(zhuǎn)換的信號(hào)(物理量)有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等。
這些利用了半導(dǎo)體的物質(zhì)變化,除此之外,還有利用酶和微生物等生物物質(zhì)的生物傳感器。
IoT與傳感器
所有物體都連接互聯(lián)網(wǎng)的IoT(Internet of Things:物聯(lián)網(wǎng))。
不僅智能手機(jī)、個(gè)人電腦等通信設(shè)備,還包括醫(yī)療設(shè)備、可穿戴式設(shè)備、車載、自然環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等,所有物體都能聯(lián)網(wǎng)共享信息,從而創(chuàng)造更便利、更安心、更安全的社會(huì)。
實(shí)現(xiàn)這些所不可缺少的是檢測狀態(tài)的“傳感器”。
【IoT有關(guān)的術(shù)語定義】
IoT: Internet of Things("物體"的互聯(lián)網(wǎng)),指傳感器嵌入到周圍物體中,進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),從而物體之間,物體與人之間可以相互通信的狀態(tài)。
德國?工業(yè)4.0: 是德國政府提出的旨在提升制造業(yè)智能化水平的概念,也是工業(yè)、政府、學(xué)術(shù)界共同推進(jìn)的國家項(xiàng)目。推出新的概念,旨在通過工廠物聯(lián)網(wǎng),創(chuàng)造新的價(jià)值。
M2M: Machine to Machine: 指不以人為媒介,通過物體之間聯(lián)網(wǎng),直接通信。<P2M: People to Machine 人向物體通信>,<M2P: Machine to People 物體向人通信>
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng): GE(Generel Electric Company)為中心提倡的工業(yè)IoT戰(zhàn)略。
地磁傳感器
地球被磁場磁力所包圍,這被稱為地磁。
地磁傳感器是檢測地球磁力的傳感器,也被稱為“電子羅盤”。
地磁傳感器可以通過檢測地磁來檢測方向。
【圍繞地球的地磁】
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地磁傳感器有X和Y兩軸型以及添加了Z的三軸型,并測量各方向上的磁力值。
如果不考慮諸如簡單羅盤之類的傾斜,則僅使用X軸和Y軸的值。當(dāng)考慮傾斜時(shí),需要將地磁傳感器的3軸值與加速度傳感器相結(jié)合,將其校正到正確的方向。
下圖顯示了地磁傳感器水平旋轉(zhuǎn)時(shí)X和Y值的分布。
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如果地磁傳感器水平旋轉(zhuǎn),在不受周圍磁場影響的理想情況下,輸出分布圖的圓心變?yōu)榱恪?/p>
然而,實(shí)際上中心因環(huán)境磁場的影響而移動(dòng),因此需要進(jìn)行調(diào)整以將圓心移動(dòng)到零。
地磁傳感器導(dǎo)出的北極稱為磁北(略偏離北極)。通過上述方程式計(jì)算該磁北的角度,可以容易知道方向。
各類磁傳感器
磁傳感器是一種旨在測量磁場的大小和方向的傳感器。
根據(jù)目的不同有多種傳感器,以下列舉典型的傳感器。
檢測方法 |
霍爾 | MR | MI |
構(gòu)成 |
? |
? |
? |
抗噪聲 (靈敏度) |
× | △ | ◎ |
消耗電流 | × | △ | ◎ |
響應(yīng)速度 | × | △ | ◎ |
霍爾傳感器
基于霍爾效應(yīng)測量磁通密度的傳感器,輸出與磁通密度成比例的電壓。
它易于使用,主要用于非接觸式開關(guān)應(yīng)用,例如門和筆記本電腦等物體的打開和關(guān)閉檢測。
MR傳感器
MR(Magneto Resistance)傳感器也被稱為磁阻效應(yīng)傳感器,利用物體電阻因磁場變化來測量地磁大小的傳感器。
靈敏度高于霍爾傳感器,功耗更低,因此是一種使用更廣泛的磁傳感器。除了電子羅盤等地磁檢測應(yīng)用外,它還用于電機(jī)旋轉(zhuǎn)和位置檢測應(yīng)用。
MI傳感器
MI(Magneto Impedance)傳感器是下一代磁傳感器,采用特殊的非晶絲并應(yīng)用了磁阻抗效應(yīng)。
它的靈敏度比霍爾傳感器高出10,000倍以上,并且可以高精度地測量地磁的微小變化。
可以應(yīng)用于超低消耗電流的方位檢測(電子羅盤),還可應(yīng)用于室內(nèi)定位、金屬異物檢測等高靈敏度特性的應(yīng)用。
加速度傳感器
加速度是指單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的速度,測量加速度的IC就叫加速度傳感器。
通過測量加速度,可以測得物體的傾斜、振動(dòng)等信息。
加速度單位為m/s2(※國際單位制SI)。
另外,單位G是以※標(biāo)準(zhǔn)重力(1 G = 9.806 65m/s2)為基準(zhǔn)的加速度值。
還有用于檢測地震震動(dòng)的加速度的單位※Gal(CGS單位制)。
※ 國際單位制SI(法語:Système international d'unités)
由長度m、重量kg、時(shí)間s (MKS單位)組合而成的國際單位。
※ 標(biāo)準(zhǔn)重力
物體在重力作用下產(chǎn)生的加速度。物體在自由落體時(shí),物體每單位時(shí)間內(nèi)增加的速度值(9.806 65m/s2)。
※ Gal
CGS(長度cm、重量g、時(shí)間s為基準(zhǔn))單位制的加速度單位。被定義為SI單位制的1/100(1Gal=0.01 m/s2 )。
加速度傳感器一般分為低G加速度傳感器和高G加速度傳感器,如下圖所示。
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電容式加速度傳感器
羅姆集團(tuán)加速度傳感器是采用MEMS技術(shù)的電容式加速度傳感器。
傳感器元件由Si制成的固定電極、可動(dòng)電極和彈簧構(gòu)成。未施加加速度的狀態(tài)下,固定電極和可動(dòng)電極間的距離相同。施加加速度,則可動(dòng)電極移位。由此與固定電極的位置關(guān)系發(fā)生變化,電極間容量發(fā)生變化。容量的變化通過※ASIC轉(zhuǎn)化為電壓,算出加速度。
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【電容式原理】
※ ASIC
Application Specific Integrated Circuit(專用集成電路)
指將特定用途的多個(gè)電路功能集成到一起的集成電路。
研發(fā)銷售6軸、9軸電子羅盤(陀螺儀|加速計(jì)|磁力計(jì))、傾角傳感器、姿態(tài)傳感器,慣導(dǎo)、數(shù)據(jù)采集盒、IoT遠(yuǎn)程智慧監(jiān)測等
產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于:無人機(jī)、無人船、巡檢/引導(dǎo)/送餐/水下機(jī)器人、AGV、云臺(tái)裝置、望遠(yuǎn)鏡、Qiang支瞄準(zhǔn)鏡、雷達(dá)定位、聚光太陽能、工礦/隧道無人設(shè)備等!
核心研發(fā)人員十年技術(shù)積累,專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),軍工級(jí)品質(zhì),替代進(jìn)口。
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