圖家訪談 | 動態(tài)移動應用下也能快速響應的傾角產品
“當使用智能融合算法結合加速度計和陀螺儀信號時,即使是在移動應用中,也可以得到響應尤其迅速且非常準確的輸出信號?!?/p>
MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器可測量加速度等微小變化。這種緊湊型設備現(xiàn)在被廣泛用于眾多設備,包括圖爾克的新型傾角儀。該傾角儀內部還有一個陀螺儀,可以利用融合測量原理實現(xiàn)前所未有的高動態(tài)性。圖爾克產品經理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)領域討論傳感器融合主題及其優(yōu)勢已經有一段時間。圖爾克涉獵該技術有多長時間了?
我們?yōu)楦鞣N應用提供傾角儀已經很長時間了,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)領域,例如造紙和紡織行業(yè)中的浮輥控制。許多任務都可以使用常規(guī)的傾角儀技術來成功解決,但對于特定應用,采用融合技術的傳感器效果更佳。因此,我們致力于傳感器融合已經有一段時間,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)在應用中有干擾加速度,例如由于振動、沖擊或在加速、制動或轉彎過程中,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。當使用智能融合算法結合加速度計和陀螺儀信號時,即使是在移動應用中,也可以得到響應尤其迅速且非常準確的輸出信號。
Q這些傳感器是專門為哪些應用而設計的?
我認為主要是移動機械領域。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,我認為這些傳感器最適合的應用領域是需要傳感器快速響應的動態(tài)移動應用。
Q能在移動應用中實現(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果更精確、更快速的好處?如是的話,為什么?
我們通常嚴重依賴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還支持讀取應用相關信息。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標準規(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還可提供開關量輸出。因此,用戶可以輕松對傳感器進行參數(shù)設置,使開關量輸出在超出設置限值時做出響應。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試和操作。該工具能夠在任何網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出后進一步分析。
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