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mems传感器是产品实现的核心技术壁垒-利来app官网

2017-10-31

      电容式mems加速度传感器使用可位移的悬臂的结构。对于用于倾角测量的低加速度器件,其悬臂结构的固有带宽通常大于5khz,谐振频率在2khz左右。当震动的能量过大或者震动的频率接近其悬臂结构谐振频率,电容式加速度传感器的输出信号可能会出现失真或者共振。在大多数情况下,失真或者共振信号会导致巨大的零点漂移(特别是z轴),使得传感器无法在高强度震动环境中正确的还原真实的信号。

      在高强度震动环境中的零点漂移是电容式加速度传感器的一个固有的缺点,通常需要额外的技术将震动的影响隔离或者减轻。传感器作为智能装备除人工设置参数以外的唯一输入,其重要性不言而喻。传感器感知外界环境的能力,决定了智能装备信息输入的准确性和丰富性。对于传感器的有效应用的创新,往往也是智能装备功能创新的基础。简单来说,在智能装备领域,传感器的创新应用主要有以下三个趋势:同类结合:同类传感器结合使用,单一功能上的纵向深度结合,这种情况下,系统在单一功能上往往有着极高的需求,为满足系统在单一功能上的高复杂需求,同类传感器有机结合,形成的冗余结构保证了系统在该功能上的安全性。如无人驾驶汽车的感知系统,多种视觉、位置觉传感器的有机结合,形成了相互补充的冗余结构,从而保证了系统能够正确、高效地实时感知外界环境,做出正确驾驶决策。

      此时,传感器之间在功能上往往有着主导和辅助的区别和联系,起主导作用的mems传感器是产品实现的核心技术壁垒。多种组合:多种传感器组合使用,多种功能上的横向广度组合,为满足系统多类型、多层次的输入输出需求,多种类型的传感器创新组合,形成智能装备的多种感觉,根据多种感觉形成智能反馈。如情感交互性机器人pepper以及其他陪护型、早教型机器人等,多种感官的组合形成了视觉、位置觉、听觉等情感感知系统,再通过内部的人工智能算法形成智能反馈。此时,硬件之间不存在主次之分,系统和算法芯片也同样发挥重要作用。

      场景创新:新型传感器应用于传统设备,赋予设备智能化的生命力,新型智能传感器应用于传统设备,赋予传统设备“感觉”,从而升级为智能设备。如激光雷达与扫地机器人的结合,形成了路径规划式的扫地机器人;血压传感器、心率传感器、位置传感器和手表、手环的结合,形成了集各种健康监控功能于一身的可穿戴式设备等。这种情况下,由于传统设备本身具备需求,因此是主要一种存量市场的渗透替换现象,而新型传感器应用带来的效果改进具有明显的消费者基础。

      随着mems微机电系统、激光技术、高科技材料等的技术进步,传感器的研发呈现多样化的趋势,有的利用生物材料模拟人类皮肤,创新传感器的触觉;有的利用mems技术研发微型智能化传感器,从而有利于复杂系统的集成;有的利用高精度的激光技术创造激光雷达,从而利于系统实时感知周边障碍物与环境等等。然而,总体来说,传感器的研发过程呈现两阶段的趋势:

     技术创新,根据未能满足的需求开发新产品。在第一阶段中,传感器研发创新的方向源于智能装备、创新设备的需求,研发人员根据使用需求,创新出新型传感器。成本降低,应用落地,产品逐步切合产业化需求。在第二阶段中,在研发创新的过程中,为了满足人们对于智能装备产业化应用的需求,研究人员从对技术开发的关注转为对成本下降的关注,以实现传感器大规模生产,智能装备产业化应用的愿景。

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