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何謂傳感器(Sensor)?
傳感器(Sensor)是指將收集到的信息轉換成設備能處理的信號的元件或裝置。
人類會基于視覺、聽覺、嗅覺、觸覺獲得的信息進行行動,設備也一樣,根據傳感器獲得的信息進行控制或處理。
傳感器收集轉換的信號(物理量)有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等。
這些利用了半導體的物質變化,除此之外,還有利用酶和微生物等生物物質的生物傳感器。
IoT與傳感器
所有物體都連接互聯網的IoT(Internet of Things:物聯網)。
不僅智能手機、個人電腦等通信設備,還包括醫療設備、可穿戴式設備、車載、自然環境、基礎設施等,所有物體都能聯網共享信息,從而創造更便利、更安心、更安全的社會。
實現這些所不可缺少的是檢測狀態的“傳感器”。
【IoT有關的術語定義】
IoT: Internet of Things("物體"的互聯網),指傳感器嵌入到周圍物體中,進行聯網,從而物體之間,物體與人之間可以相互通信的狀態。
德國?工業4.0: 是德國政府提出的旨在提升制造業智能化水平的概念,也是工業、政府、學術界共同推進的國家項目。推出新的概念,旨在通過工廠物聯網,創造新的價值。
M2M: Machine to Machine: 指不以人為媒介,通過物體之間聯網,直接通信。<P2M: People to Machine 人向物體通信>,<M2P: Machine to People 物體向人通信>
工業互聯網: GE(Generel Electric Company)為中心提倡的工業IoT戰略。
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。當考慮傾斜時,需要將地磁傳感器的3軸值與加速度傳感器相結合,將其校正到正確的方向。
下圖顯示了地磁傳感器水平旋轉時X和Y值的分布。
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如果地磁傳感器水平旋轉,在不受周圍磁場影響的理想情況下,輸出分布圖的圓心變為零。
然而,實際上中心因環境磁場的影響而移動,因此需要進行調整以將圓心移動到零。
地磁傳感器導出的北極稱為磁北(略偏離北極)。通過上述方程式計算該磁北的角度,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 |
構成 |
? |
? |
? |
抗噪聲 (靈敏度) |
× | △ | ◎ |
消耗電流 | × | △ | ◎ |
響應速度 | × | △ | ◎ |
霍爾傳感器
基于霍爾效應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應用,例如門和筆記本電腦等物體的打開和關閉檢測。
MR傳感器
MR(Magneto Resistance)傳感器也被稱為磁阻效應傳感器,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用外,它還用于電機旋轉和位置檢測應用。
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用了磁阻抗效應。
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。
可以應用于超低消耗電流的方位檢測(電子羅盤),還可應用于室內定位、金屬異物檢測等高靈敏度特性的應用。
加速度傳感器
加速度是指單位時間內產生的速度,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※標準重力(1 G = 9.806 65m/s2)為基準的加速度值。
還有用于檢測地震震動的加速度的單位※Gal(CGS單位制)。
※ 國際單位制SI(法語:Système international d'unités)
由長度m、重量kg、時間s (MKS單位)組合而成的國際單位。
※ 標準重力
物體在重力作用下產生的加速度。物體在自由落體時,物體每單位時間內增加的速度值(9.806 65m/s2)。
※ Gal
CGS(長度cm、重量g、時間s為基準)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
羅姆集團加速度傳感器是采用MEMS技術的電容式加速度傳感器。
傳感器元件由Si制成的固定電極、可動電極和彈簧構成。未施加加速度的狀態下,固定電極和可動電極間的距離相同。施加加速度,則可動電極移位。由此與固定電極的位置關系發生變化,電極間容量發生變化。容量的變化通過※ASIC轉化為電壓,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電路功能集成到一起的集成電路。
研發銷售6軸、9軸電子羅盤(陀螺儀|加速計|磁力計)、傾角傳感器、姿態傳感器,慣導、數據采集盒、IoT遠程智慧監測等
產品廣泛應用于:無人機、無人船、巡檢/引導/送餐/水下機器人、AGV、云臺裝置、望遠鏡、Qiang支瞄準鏡、雷達定位、聚光太陽能、工礦/隧道無人設備等!
核心研發人員十年技術積累,專業研發團隊,軍工級品質,替代進口。
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