圖家訪談 | 動態(tài)移動應(yīng)用下也能快速響應(yīng)的傾角產(chǎn)品

“當(dāng)使用智能融合算法結(jié)合加速度計和陀螺儀信號時，即使是在移動應(yīng)用中，也可以得到響應(yīng)尤其迅速且非常準(zhǔn)確的輸出信號?！?/p>

MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器可測量加速度等微小變化。這種緊湊型設(shè)備現(xiàn)在被廣泛用于眾多設(shè)備，包括圖爾克的新型傾角儀。該傾角儀內(nèi)部還有一個陀螺儀，可以利用融合測量原理實現(xiàn)前所未有的高動態(tài)性。圖爾克產(chǎn)品經(jīng)理Michael Troska在接受采訪時為用戶解釋了傳感器融合的優(yōu)勢。

Q工業(yè)領(lǐng)域討論傳感器融合主題及其優(yōu)勢已經(jīng)有一段時間。圖爾克涉獵該技術(shù)有多長時間了？

我們?yōu)楦鞣N應(yīng)用提供傾角儀已經(jīng)很長時間了，這不僅包括工程車輛、挖掘機、起重機、輪式裝載機等車輛，還包括傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域，例如造紙和紡織行業(yè)中的浮輥控制。許多任務(wù)都可以使用常規(guī)的傾角儀技術(shù)來成功解決，但對于特定應(yīng)用，采用融合技術(shù)的傳感器效果更佳。因此，我們致力于傳感器融合已經(jīng)有一段時間，并在目前推出了首批帶IO-Link接口并融合了陀螺儀和MEMS加速度計的設(shè)備。

Q常規(guī)傾角儀有哪些局限性？

傳統(tǒng)的傾角儀通常使用加速度計，將地球重力作為參考信號。若傳感器傾斜，則測量的加速度會不同，因為它不再垂直，這對于角度計算非常重要。如果現(xiàn)在應(yīng)用中有干擾加速度，例如由于振動、沖擊或在加速、制動或轉(zhuǎn)彎過程中，則測量信號會失真。大多數(shù)制造商使用濾波器功能來平滑輸出信號以減少干擾。然而，濾波器有一項決定性劣勢：它們會使輸出信號變得非常慢，并導(dǎo)致快速運動可能因為被濾除而無法被傳感器正確檢測到。正因如此，我們開發(fā)了融合傳感器。

Q融合MEMS和陀螺儀信號對用戶有什么好處？

除了MEMS加速度計外，我們還使用陀螺儀來記錄單位為度每秒的角速度。陀螺儀信號的主要優(yōu)勢在于不受加速度影響。當(dāng)使用智能融合算法結(jié)合加速度計和陀螺儀信號時，即使是在移動應(yīng)用中，也可以得到響應(yīng)尤其迅速且非常準(zhǔn)確的輸出信號。

Q這些傳感器是專門為哪些應(yīng)用而設(shè)計的？

我認(rèn)為主要是移動機械領(lǐng)域。我們來想象下，例如AGV，這種無人駕駛系統(tǒng)一直在移動。如果這種車輛一直做曲線運動，則會一直存在干擾，即干擾加速度。常規(guī)傾角儀無法濾除這種干擾加速度，因為它一直存在。因此，我認(rèn)為這些傳感器最適合的應(yīng)用領(lǐng)域是需要傳感器快速響應(yīng)的動態(tài)移動應(yīng)用。

Q能在移動應(yīng)用中實現(xiàn)的高動態(tài)性由IO-Link支持。因此，對于客戶來說，是不是可以享受到結(jié)果更精確、更快速的好處？如是的話，為什么？

我們通常嚴(yán)重依賴IO-Link是因為該協(xié)議可以傳輸除實際用戶數(shù)據(jù)以外的其他信息并具有其他優(yōu)勢。例如，對于我們的傾角儀系列，它們除了角度數(shù)據(jù)外，還能記錄溫度以及運行時間。并且，除了傳感器信息外，IO-Link還支持讀取應(yīng)用相關(guān)信息。這明顯要多于4-20mA模擬接口可以提供的信息。而由于通過IO-Link進行通信具有非常出色的EMC穩(wěn)定性，因此用戶可以使用非屏蔽的三芯電纜，從而節(jié)省成本。

Q你們傳感器有一個叫做LED水平儀的特殊功能。它的用途是什么？

水平儀是一種安裝輔助工具。這意味著用戶無需在安裝時先將傳感器與控制器關(guān)聯(lián)以提供過程值。一旦接通24V電壓，用戶就可以簡單地收到傳感器的直接反饋。當(dāng)傳感器位于零點位置附近±0.5度范圍時，黃色LED常亮。

Q圖爾克的這些傳感器已經(jīng)有進一步的發(fā)展了。我們可以期待哪些新成果呢？

我們首次使用MEMES元件是在我們的傾角儀中，我們用它來抑制干擾振動?，F(xiàn)在我們也將它們用在我們的新型CMVT振動傳感器上。它們在這種傳感器中所做的事情正好相反?準(zhǔn)確捕獲和輸出振動信息。CMVT這一名稱指的是“狀態(tài)監(jiān)測、振動和溫度”，因為該傳感器也測量溫度。當(dāng)用戶通過IO-Link讀取我們傳感器的過程數(shù)據(jù)，即振動速度時，他們可以輕松確定其機器的潛在危險。若振動隨時間推移而不斷增大，或超出了ISO 10816-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，則用戶就會知道需要采取行動以避免發(fā)生損失。傳感器數(shù)據(jù)也有助于執(zhí)行目標(biāo)維護周期，即既不過早也不過晚，從而節(jié)省成本。

除了IO-Link外 ，CMVT還可提供開關(guān)量輸出。因此，用戶可以輕松對傳感器進行參數(shù)設(shè)置，使開關(guān)量輸出在超出設(shè)置限值時做出響應(yīng)。然后，用戶可以控制塔燈顯示綠色、黃色或紅色等。所有這些都是完全自主進行的，無需集成任何控制器。我們的圖爾克振動監(jiān)視器可以簡化傳感器的調(diào)試和操作。該工具能夠在任何網(wǎng)頁瀏覽器中可視化實時的振動和溫度數(shù)據(jù)，并由任何圖爾克IO-Link主站輕松使用，無需任何額外軟件。這使得用戶可以查看一段時間的振動測量信息，并在必要時將輸出導(dǎo)出后進一步分析。

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