【導讀】胎壓監(jiān)測幾乎成了中高端汽車的標配,但是胎壓監(jiān)測其實并不是很多人認為只要有一個壓力傳感就可以了哦,實際上目前大部分的胎壓監(jiān)測里也集成了一個加速度計,作為啟動開關來觸發(fā)胎壓監(jiān)測的裝置。
胎壓監(jiān)測壓力之外,還需同時監(jiān)測這個參數
胎壓監(jiān)測幾乎成了中高端汽車的標配,但是胎壓監(jiān)測其實并不是很多人認為只要有一個壓力傳感就可以了哦,實際上目前大部分的胎壓監(jiān)測里也集成了一個加速度計,作為啟動開關來觸發(fā)胎壓監(jiān)測的裝置。例如車一啟動,有一些加速度的變化時才啟動胎壓監(jiān)測,有些胎壓監(jiān)測則會配合車的運行速度來做一些基本的判斷。
涉及到行車安全,胎壓監(jiān)測當然一定需要車規(guī)級方案,這樣的加速度計應該怎么選呢?
針對類似上述新興市場,ADI推出了車規(guī)級(滿足AEC-Q100)的加速度計傳感器ADXL314,量程為200g,屬于high-g的大量程。
小科普:一般情況下超過70g叫做high-g大量程加速度計,適用于碰擊或是沖撞等比較大加速度變化的應用;中等量程middle-g一般是10g以上到40-70g,應用在振動條件下的加速度判斷;low-g是10g以下,主要識別人體的狀態(tài)判斷,例如跌倒或傾角的判斷。
提高電動汽車電池安全性,碰撞監(jiān)測與煙感檢測不可少
提到電池想必大家對于BMS(電池管理系統(tǒng))并不陌生,但在電池安全越來越受社會更高關注的今天,汽車碰撞瞬間對電壓和電流的判斷還不是那么直接。針對電池在發(fā)生更嚴重事故時的安全設計,現在大家探討比較多的有兩大類技術——碰撞監(jiān)測與煙感檢測(煙感檢測相關解決方案可點擊此處查看)。
盡管有安全氣囊也有事件數據記錄儀(EDR),然而車在碰撞時,傳感器與電池裝在不同的位置,正面碰撞、追尾或是側面碰撞,電池受到的影響是不一樣的。所以電池生產廠商或是電池供應商希望傳感器能與電池在一起,實時感知電池本身受到了多大的加速度沖擊影響,再根據不同的加速度等級來判斷電池要采取什么樣的保護措施。
這里同樣是ADXL314可以大顯身手的應用場景。值得一提的是,ADXL314的工作溫度可拓展到-40到+125℃的溫度范圍(一般的車規(guī)要求是到105℃),這是因為很多胎壓監(jiān)測的場景溫度可能會超過105℃,ADXL314完全滿足有些客戶提出的到125℃的溫度環(huán)境需求。
ADXL314作為典型面向high-g應用的產品,無論是電池還是汽車碰撞,都可以捕捉到比較高的加速度變化。同時,它也是一個低功耗的產品,有低和高兩種數據速率,在不同的數據速率下最高功耗能達到170μA左右,最高輸出數據速率可達到3200Hz。
設備狀態(tài)監(jiān)測,哪款傳感器才是最佳選擇?
基于狀態(tài)的監(jiān)控(CbM)是一種有效的預測性維護策略,可用于建立趨勢、預測故障、計算資產的使用壽命,以及提高制造工廠的安全性。然而,問題來了,里面的關鍵數據入口傳感器如何選?
最常用的傳感器是壓電加速度計,因為這類傳感器具有良好的線性度、SNR、高溫工作性能和寬帶寬。然而,壓電加速度計在DC范圍下的性能欠佳,因此在較低頻率至DC范圍內可能會出現大量故障,尤其是在風力渦輪機和類似的低RPM應用中。
MEMS加速度計具有更高的集成度,功能也更為豐富,支持自檢、峰值加速、頻譜報警、FFT和數據存儲,抗沖擊性能高達10000g,具有直流響應能力,并且尺寸更小、重量更輕。例如ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357還具有超低的噪聲和出色的溫度穩(wěn)定性,非常適合狀態(tài)監(jiān)控應用。
但是客戶的需求是多樣的:“對我們來說監(jiān)測振動不太關心長期零點是不是那么地精準,能不能把產品做一些成本優(yōu)化?”因此,更具成本優(yōu)勢的設備狀態(tài)監(jiān)測,哪款傳感器才是最佳選擇?
ADXL359是一款低噪聲、低漂移、低功耗的3軸MEMS加速度計,完全滿足CBM應用在ISO10816、ISO20816標準下振動分析對量程(高達40g)、帶寬(1000Hz)和噪聲密度(80μg/√Hz)的主要指標要求,較高頻率下的低噪聲非常適合無線狀態(tài)監(jiān)控應用,并且ADXL359對CbM進行了成本優(yōu)化。
慣性導航,分立的加速度計如何選?
隨著自動駕駛、自動導航小車(AGV)、智能機器人等應用增長,慣性測量單元 (IMU)傳感器應用也越來越廣泛。IMU是以多軸方式組合精密陀螺儀、加速度計、磁力計和壓力傳感器的系統(tǒng)集成化產品,通常是集成化的產品出現,例如ADIS16480 iSensor?器件就內置一個三軸陀螺儀、一個三軸加速度計、三軸磁力計、壓力傳感器和一個擴展卡爾曼濾波器(EKF)。
但這種集成化的方案優(yōu)勢也一樣可能滿足不了一些個性化的客戶需求,例如可能會覺得IMU體積太大了,或者接口等原因希望加速度計與陀螺是分開獨立設計。這個時候加速度計的選擇就很關鍵,應該如何選?需要注意哪些參數?
ADXL359系列產品針對IMU應用做了特別的成本優(yōu)化,無論是農業(yè)拖拉機還是AGV或者是在路上跑的車,只要過減速帶都一樣會在所難免地碰到振動的場景,ADXL359很好地解決了這一問題,提供了非常好的振動整流誤差性能,在振動的情況下依然能捕捉姿態(tài)或者位置。
人體植入醫(yī)療電子,如何節(jié)省每1nW的功耗?
雙碳理念的深入,越來越多領域對功耗異常敏感。而有一個領域對低功耗就堪稱極致的追求,那便是人體植入醫(yī)療電子設備,例如心臟起搏器等。起搏器都是在做手術時植入到人體里面去的,傳統(tǒng)偏低端的起搏器可能還沒有運動傳感的功能,它只是給心跳每分鐘40以下的人去佩戴以加快搏血頻率。但既使是戴起搏器的人也有運動的需求,可能也需要趕飛機或是爬樓梯,這種情況下心跳頻率自然而然會加高。如果沒有檢測出到底是處在什么樣的狀態(tài)下,起搏器只是在人為地加高頻率,戴起搏器的人就不會很舒服。
高端的起搏器里面就會集成MEMS傳感器,檢測使用者運動狀態(tài)控制它的搏血頻率。佩戴起搏器的病人每隔10年、5年開一次刀,就是因為起搏器電池沒電了。對病人來說,如果某款起搏器通過集成MEMS傳感器,能節(jié)省10納安,讓你多用一年再開刀,你會選擇哪個?
全新一代超低功耗MEMS加速度計ADXL367便是最新加速度計的低功耗標桿產品——喚醒模式下運動檢測功耗為200nW,測量模式下功耗為970nW。此外,電源電壓低至1.1V,采用單節(jié)電池即可運行,無需外部升壓轉換器,而自帶的豐富的數字特性(如單擊和雙擊、墜落檢測、活動檢測等),減少了對主機微處理器的計算需求,并進一步降低了系統(tǒng)功耗。
(來源:亞德諾半導體)
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