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传感器成就无人驾驶
根据目前的无人机发展趋势,传感器技术将会起到什么样的作用?如下图所示。
图1 美新公司传感器技术广泛用于新型无人机技术及解决方案中
加速度计
加速度计用于确定位置和无人机的飞行姿态。像任天堂Wii控制器或iPhone屏幕位置,这些小的MEMS传感器在维持飞行控制中起到关键的作用。MEMS加速度传感器有多种方式感知运动姿态,一种类型的技术能够感知微型集成电路的微小运动。这类“跳水板”的运动改变了结构中电流的移动,从而指示与重力有关的位移变化。
另一种加速度计的技术为热对流技术,具有几个明显的优势。它没有移动部件,而是通过一个“热气团” 的位移来感知的运动变化。这类传感器灵敏度较高,在稳定车载摄像机、电影制作等应用起着至关重要的作用。通过控制上下运动和防振功能,制片人就能够非常顺利的捕获画面。此外,由于这些传感器较其他产品有更好的抗震性,热对流MEMS传感器在无人机螺旋桨运动的抗震性有着完美的表现。
惯性测量单元
惯性测量单元结合GPS是维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展,方向和路径控制是重要的空中交通管理规则。惯性测量单元采用的多轴磁传感器,在本质上都是精准度极高的小型指南针,通过感知方向将数据传输至中央处理器,从而指示方向和速度。
倾角传感器
倾角传感器,集成了陀螺仪和加速度计为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据。这是在易碎品运输和投递过程中最重要的稳定性监测应用程序。这类传感器和陀螺仪,结合加速度计,能够测量到细微的运动变化,使得倾角传感器能够应用于移动程序,如汽车或无人驾驶飞机的陀螺仪补偿。
电流传感器
在无人机,电能的消耗和使用非常重要,尤其是在电池供电的情况下。电流传感器可用于监测和优化电能消耗,确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全。电流传感器工作通过测量电流(双向),理想的情况下提供电气隔离,以减少电能损耗和消除电击损坏用户系统的机会。同时,具有快速的响应时间和高精度的传感器可以优化无人驾驶飞机电池的寿命和性能。
磁传感器
在无人机,电子罗盘提供关键性的惯性导航和方向定位系统的信息。基于各向异性磁阻(AMR)技术的传感器,较其他传感器相比有明显的地功耗优势,同时具有高精度、响应时间短等特点,非常适用于无人机的应用。整体解决方案为无人驾驶飞机制造商提供质了量数据传感稳定且紧凑的封装。
发动机进气流量传感器
流量传感器可以用于有效地监测电力无人机燃气发动机的微小空气流速。这一功能能够帮助引擎CPU确定在特定的引擎速度下保持适当的燃料空气比值,从而改善功率和效率,并减少排放量。许多气体发动机质量流量传感器都采用热式技术,主要利用加热的元件和至少一个温度传感器来量化质量流量。MEMS热式气体质量流量传感器也在微计量范围内利用热原理及其适用于对重量要求较高的领域。
美新公司的技术与产品适用于多种控制系统
美新MEMS技术独创性的采用了单芯片集成技术,能够最大限度的承受抗冲击力和振动,从而大幅提高了传感器和系统的稳定性。美新加速度计系列产品能够广泛用于包括无人机在内的多种领域,包括:汽车安全系统稳定性控制和翻转检测。美新的加速度计如上文所述,因为没有移动部件,只移动的“热气团”,具有卓越的稳定性。
同时,用于测量加速度的技术也可以有效的用于测量气体流量。美新的气体流量传感器较其他传感器相比具有体积小、低功耗和宽量程等优势。在气体检测有着完美的表现,如燃气无人机和新型医疗设备。
美新惯性导航单元(IMUs)系列产品已在在超过100个型号的飞行器中使用。 这些通过美国联邦航空署(FAA)认证过的器件,在新型飞机的精度定向和农业无人控制设备中发挥着越来越重要的作用。美新最新的IMU380系列产品,是专门针对私人飞机、农用无人控制设备设计产品,具有体积小、坚固耐用等特点。
倾角传感器与陀螺仪补偿对工业和建筑机械水平校准至关重要。这些高精度的传感器在安全监测应用领域发挥着关键作用,包括草坪割草机和摩托车应用中。
电力消费监测是另一个非常重要的应用系统,美新电流传感器提供了良好的过问性能,大幅提高了动态范围、分辨率和带宽。传感器在多元化的产品应用中比以往任何时候都显得重要。在当今的环境中,安全和稳定的操作都在来自于高度精确和可靠的传感技术的使用。
关于美新
总部位于美国马萨诸塞州安多弗的美新公司,是一家专注于MEMS传感器和传感系统解决方案的公司。美新是全球仅有的同时具备MEMS传感器和传感系统集成技术的公司。产品包括集成了混合信号处理电路的MEMS加速度传感器、磁传感器、电子指南针、MEMS流量传感器及系统和电流传感器等。产品拥有广泛的市场和应用,包括航空电子设备、医疗设备、高精度工业设备、汽车安全模块、移动电话和消费类电子等领域。
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