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技术文章 MS-2163 利用集成式MEMS惯性传感器改 期。如果系统的运动相对而言为静态，简单的角度传感器 可能就足够了，但实际的技术决策取决于响应时间、冲击 善工业控制 和振动、尺寸、整个寿命期间的性能漂移。此外，许多系 作者：Bob Scannell ，ADI公司MEMS和传感器技术部业 统涉及到多种类型的运动(如旋转和加速度等) ，而且往往 务开发经理 在多个轴上工作，这就需要考虑将多种类型的传感器结合 在一起。 简介 一旦知道正确的传感器类型和技术后，挑战便转移到了解 完全集成和校准的MEMS惯性传感器的出现，可能是促使 和最终补偿传感器对环境(温度、振动、冲击、安装位置、 平台稳定、工业机械运动控制、安全/监控设备、机器人、 时间和其他变量)的反应。环境补偿涉及到额外的电路、测 工业车辆导航和机械调平等领域系统升级的关键因素。 试、校准和动态调整，而每种类型的传感器，甚至每个传 感器都是独一无二的，因此这又会带来补偿不足或过度的 最近的传感器技术发展使得工业系统设计实现革命性的进 额外风险，除非工程师对传感器特性有着详尽的了解。最 步。惯性传感器能够改善系统性能的应用包括：平台稳 后这一点驱使许多设计工程师采用完全集成的传感器解决 定、工业机械运动控制、安全/监控设备、机器人、工业车 方案，以便消除运用和实施过程中的障碍。 辆导航和机械调平等。这种传感器提供的运动信息非常有 用，不仅能改善性能，而且能提高可靠性、安全性并降低 惯性传感器：线性速度和角速度传感器 成本。 惯性传感器有多种类型。MEMS(微机电系统)传感器是最 完善的传感器类型之一，已经使广泛的应用受益。15年 然而，要想获得这些好处，必须克服一些障碍，因为许多 前，MEMS线速度传感器(加速度计)彻底革新了汽车安全 工业应用处在恶劣的物理环境下，需要考虑温度、振动、 气囊系统。自此以后，从笔记本硬盘保护到游戏控制器 空间限制和其他因素的影响。就工程师而言，为了从传感 中更为直观的用户运动捕捉，各种独特的功能和应用得 器获取一致的数据，将其转换成有用的信息，然后在系统 以实现。 的时序和功耗预算内做出反应，工程师必须拥有多种技术 领域的知识和经验，并且遵循良好的设计规范。 根据谐振器陀螺仪的原理，MEMS结构也可提供角速度检 测。两个多晶硅检测结构各含