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发布时间: 2019 - 09 - 29
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最初,大多数无人机都是相对简单的玩具。然而,最近,它的飞行能力显著提高,其更安全、更稳定、更容易控制这些优点使其得到更广泛的应用。    高性能微机电系统(MEMS)传感器的应用是这一改进的关键因素之一。无人机传感器市场正在快速增长:    根据IHS Markit(消费和移动设备运动传感器——2017年)的数据,到2021年,无人机和玩具直升机的MEMS运动传感器(即加速度计、陀螺仪、IMU和压力传感器)市场预计将达到约7000万台,2018年至2021年复合增长17%。    MEMS传感器对无人机飞行性能的影响    由于使用了惯性MEMS传感器,无人机可以确保其方向稳定,可以由用户精确控制,甚至可以自主飞行。然而,一些挑战使无人机系统设计复杂化,例如电机校准不完善、系统动力学可能因有效载荷、突然运行条件或传感器错误而变化。这些挑战可能导致定位过程中的偏差,最终导致导航过程中的偏差,甚至导致无人机故障。    高质量的MEMS传感器和先进的软件对于无人机超越玩具至关重要。惯性测量单元(IMU)、气压传感器、地磁传感器、专用传感器节点(ASSN)和传感器数据融合的精度对无人机的飞行性能有着直接而实质性的影响。    尺寸限制和恶劣的环境和操作条件,如温度变化和振动,将传感器的要求提高到新的水平。MEMS传感器必须尽可能避免这些影响,并提供准确可靠的测量。    实现卓越飞行性能的方法有很多:软件算法,如传感器校准和数据融合;机械系统设计,如减振,以及根据无人机制造商自身的要求选择MEMS传感器。让我们仔细看看MEMS传感器,并参考一些例子。    无人机的核心是姿态航向参考系统(AHRS),它包括惯性传感器、磁强计和处理单元。AHRS估计设备的位置,如横摇、纵摇和横摆角。传感器误差(如漂移、灵敏度误差或热漂移)可导致定位误差。图1显示了加速度计的偏移函数形式的定位误差(...
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发布时间: 2019 - 09 - 28
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据麦姆斯咨询报道,数字化转型的下一阶段已经到来,该阶段利用不断进步的传感器连接着数十亿设备及物体来进行数据收集和传输,可触及网络最边缘。    新一波创新浪潮将数字智能化扩展到了如个人电脑、平板电脑和智能手机等专用设备之外的其它领域。如果某设备的功耗性能优异,它就可成为物联网(IoT)或如联网汽车、可穿戴技术、智能建筑及城市等任意自动化系统中的智能联网节点。    许多人认为这些现象的本质上就是数字化。毕竟,物联网是一种网络,可在云端聚集数十亿的数据点,然后通过复杂的软件进行处理和分析。但这些变化的核心就是传感器,它们是一种无处不在的器件,可测量和表征如光、热、运动和声音等物理现象,并将数字网络中1和0表征锚定在现实世界。    尽管在硅基芯片发明之前,传感器就以某种形式存在,但如今的传感器为了支持数十亿新设备的扩展,正以前所未有的速度发展着。新传感技术正在推动创新应用,如用于消费和移动应用的3D光学传感技术、用于可靠的摄像头自动对焦及图像校正的飞行时间(ToF)测量、用于“工业4.0”操控的高端机器视觉、用于医疗诊断的高分辨率成像,还有自动调节建筑物、自动/无人驾驶汽车,以及24小时个人健康监测器。    把握整个传感器系统的实现    随着传感器技术的快速发展,传感器节点已遍布照明设备、服装、食品包装,甚至是置于人体内部或嵌入皮肤中,但它们必须满足一些具有挑战性的新要求:    • 极其微型化    • 超低功耗    • 连接网络的能力    • 应用——处理信号或数据输出    此外,这些下一代传感器必须适用于包括照明、药物传输、门锁、公尺以及传统电子器件在内的所有类型的“事物”的制造商。许多情况下,制造商寻求的不仅仅是电容、电阻或输出电压不同的传感器;他们还需要采用“即插即用型”传感器系统,该系统可以很容易地连接到网络,并与处理器或如智能手机等配对的主机相连。  ...
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发布时间: 2019 - 09 - 06
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在各类航天器中,热控系统(thermal protection system)相当于航天器在太空中的空调,让航天器可以舒适、稳定运行。航天器的热控系统主要分为被动热控技术与主动热控技术。在主动热控技术中,温度传感器支持下的电加热技术非常重要。    在航天器主动热控技术中,温度传感器支持下的电加热技术非常重要。资料图    我们知道,航天器内部有大量的、非常复杂的部件,不同材料的热膨胀与热收缩系数千差万别,在温度剧变的情况下,会产生意料之外的变形。为防止电子设备元器件长期处于高温或低温环境下失效,热控制系统便成为航天器上最重要的子系统之一。该系统主要负责针对航天器外部热环境和自身热特性,综合运用合理的技术措施,对热量的产生、吸收、传输和排散等环节进行调节,保证航天器的温度处于合理范围。    航天器的被动和主动热控技术    在进行航天器热控系统设计时,合理选择设计辐射、导热等参数,利用不同热物理性能的材料和传热器件,通过自然热平衡的方式,将航天器各部分的温度控制在规定范围内,这就是被动热控技术。    随着航天探索任务的不断深化,航天器的仪器载荷、工作模式和所处的环境越来越复杂,需要的功耗也越来越大,在这样的情况下,仅仅使用隔热材料和热管之类的被动热控技术,已难以满足要求,这时就要用主动热控技术了。    主动热控系统,简言之,就是在变化的内、外热环境下,利用自动控制系统,自动调节各种相关传热参数,使航天器的仪器设备工作温度保持在规定的范围内。常见的主动热控技术有电加热技术、单相流体回路技术、两相流体回路技术和通风冷却技术等。相比之下,被动热控技术简单可靠,而主动热控技术灵活高效。    航天器制造,资料图    电加热技术    该技术将电能转化为热能,使被控制对象维持在一定的温度范围内。    对于航天器来说,电加热技术一般包括电加热器、控制器和温度传感器三个部分,这...
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发布时间: 2019 - 09 - 05
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车联网是物联网发展的重大领域,智能网联汽车是车联网的核心,正处于高速发展中。汽车是一个复杂而庞大的科技载体,因为其庞大的市场体量吸引了各类技术的投入。在车联网中,车用传感器技术是车联网集成的关键技术,同时,也是一项很基础的支撑技术。    智能网联汽车路测现场资料图    首先,我们先来来了解一下什么是智能网联汽车?    简言之,智能网联汽车就是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现V2X(车与人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。    在车联网时代,主动安全技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动安全系统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。MEMS传感器可对温度、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时准确的测量,是车辆电子控制系统的关键部件。    车身体姿态检测控制资料图    作为典型车联网应用的主动安全技术,车身姿态检测,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器等姿态检测传感器,来感测车身姿态。此外,姿态传感器还被用于桥梁监测,倾角测量,工业自动调平等, 甚至医疗器械、太阳能监测等领域。    特别是在汽车市场上,为实现高精度的车身姿态控制,对组合了陀螺仪信号和加速度信号的组合陀螺仪传感器的需求特别大。造成这种需求的原因有很多。    其中的一个原因是,在许多发达国家开始立法要求新汽车必须配置有安全功能,如电子稳定控制系统(ESC),防抱死制动系统(ABS),和轮胎压力监测系统(TPMS)。另一个原因是新的功能,诸如电驻车制动器(EPB)和上坡起动帮助(HAS),正在一个...
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发布时间: 2019 - 09 - 04
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据外媒报道,虽然机翼上形成的冰是飞机坠毁的主要原因,但这些冰现在还都是主要通过眼睛发现,而目视检查很容易受到人为错误和环境变化的影响。另外,虽然近年来,研究人员对航空发动机核心机在高空结冰现象的理解已经有很大进展,但研发为飞行员提供危险告警的可靠传感器系统的工作,如今仍处在相对初始阶段。    研究人员展示这款小巧便携式的结冰探测传感器装置,资料图    如今,一种新型传感器可能会改变这一情况,因为它通过微波来即时检测冰的形成,在飞行员或地勤人员观察到结冰之前,便可检测到冰在表面形成时的精确时间。相关研究报告已发表在《Sensors and Actuators B: Chemical》上。    据悉,这款被叫做平面微波谐振器传感器的装置,由加拿大英属哥伦比亚大学奥卡那根分校工程学院的研究人员研发。在研发过程中,研究人员在使用了几种办法未果后,于是想到通过使用微波谐振器,因为它们具有高灵敏度,低功率,易于制造等优点。    目前,平面微波谐振器装置已成功用于传感监测领域,可用于监测固体,液体和气体材料。然而,还没有该装置进行冰和雪探测的相关研究,尽管它们对运输和安全应用中的结冰探测作用明显。    据了解,这款新型传感器大体由沉积在一层薄塑料上的金属构成,足够坚固,可经受住各种考验,且它的制造既简单成本又低。这一检测能力,可防止与冰冷飞机机翼相关的悲剧。传感器可全面了解机体任何表面上的结冰情况,如飞机机翼。例如,传感器能够检测水何时撞到机翼,跟踪从水到冰的相变,然后测量其厚度。总之,该传感器可使地面和飞行中的除冰更快、更便宜、更有效。    简而言之,该传感器的工作原理是通过测量发射微波的共振频率、振幅和散射模式,如何被可能存在于其表面的任何水、霜或冰改变实现检测。在实验室的测试中,其能在冰点以下冷却的几秒钟内检测到结霜现象。    相比之下,人类观察者要等到传感器处于-1...
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发布时间: 2019 - 09 - 02
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近期,嘉兴市南湖区加油站的油气回收系统进行再升级,通过最新安装的油气回收自动监测系统,借助油气流量传感器、压力传感器等传感器监设备,有效实现了油气回收情况实时在线监测。我们来了解一下压力传感器、流量传感器等传感技术在油气回收自动监测系统中的应用,以及油气回收自动监测系统的国内应用现状。    嘉兴南湖区中石化第十二加油站 资料图    嘉兴南湖区加油站:油气回收在线监控系统实时监测设备故障    早在2010年,嘉兴市南湖区就开始了油气回收改造工作,目前全区所辖油库和加油站均已安装了一级、二级油气回收系统。在此基础上,今年南湖区对一级、二级油气回收系统再升级,负责对二环以外且储油库和年销售汽油量大于5000吨的加油站安装油气回收自动监测系统,数量共计4家。    图为加油处油气回收监测装置,资料图    2019年6月上旬,中石化第十二站加油站开始对加油站进行了升级改造,增加总价30余万元的油气在线监测设备,通过增设油气流量传感器、压力传感器等,可采集油气流量计和压力传感器的数据,同时采集加油量脉冲信号,能实时监测加油站油气回收系统,并将数据分类存储。    在线监控显示屏,资料图    同时,在加油站内设立在线监测的实时数据显示屏,油罐压力、管道压力、油气浓度等数据都能在后台看得一清二楚,一旦监测到设备出现故障或数据不正常的情况,就能自动保存数据并产生报警信息和声光报警提示,还具有关闭气液比不合格加油枪的功能,有效降低了油气排放的环保风险。接下来,该数据还将实时传送到环保部门,为环保部门提供环境监测的数据分析。    油气回收自动监测系统及其中的传感器技术    加油站的油气,主要是指在加油过程中外溢的气态汽油,它将引起一系列的环境问题。比如,加油站的油气挥发物被吸入人体后,还会对人体产生直接危害;油气挥发物经紫外线照射后,会与空气中的氮氧化物发生化学反应,生成光化学烟雾...
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发布时间: 2019 - 08 - 29
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2019年9月3日,第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会(IC China 2019)将在上海召开,展会围绕5G关键芯片、半导体产业链创新、半导体投融资等,设计半导体技术产品展览展示、新品发布及合作交流等环节,涉及汽车电子、光电通信等领域。    资料图    无人驾驶或于2025年起飞    近年来,随着光、机、电、算等底层架构的不断成熟,无人驾驶汽车成为了人工智能应用的行业热点。在2019年7月召开的第四届全球人工智能与机器人峰会上,有投资专家明确表示,2025年是无人驾驶起飞的一个时间点,可能出现在美国,也可能是在中国,这取决于基础设施还有最新技术的探索。    业内专业人士称,无人驾驶未来将会变成一个可能为客户赚钱的资产,可能会产生比房地产更高的收益。另外,在中国汽车工程学会此前发布的“节能与新能源汽车技术路线图”中也提到,至2020年,中国的汽车产业规模将达3000万辆,驾驶辅助/部分自动驾驶车辆的市场占有率将达50%。    国内无人驾驶汽车路测,资料图    国内无人驾驶捷报频传    无人驾驶的发展热潮,拉动了诸多技术创业者的纷纷涉足。近段时间以来,国内车企关于无人驾驶汽车的研发和测试捷报频传。先是吉利汽车宣布将在2022年亚运举办期间,在特定区域内使用完全无人驾驶的车辆。随后再有报道称,百度宣称其新一代无人巴士车阿波龙二代将很快推出。    而就在不久前,百度与中国一汽红旗共同打造的国内首批量产自动驾驶出租车在湖南长沙展开了上路测试。有消息称,长沙市民有望在年底之前率先体验到中国首批自动驾驶出租车。    无人驾驶的传感层    关于汽车智能化的技术要求,国际汽车工程师协会(SAE International)制定了一套标准,把自动驾驶分为了L0-L5,其中L0指的是无自动驾驶,即人工驾驶;而汽车的驾驶辅助(L1、L2)中,需要包括摄像头...
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发布时间: 2019 - 08 - 28
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垃圾回收现已成为智慧城市的一环,已成为业界多数人士的共识。距7月1日《上海市生活垃圾管理条例》正式实施过去了一个半月,政策先行下,垃圾分类行业的玩家、资本开始躁动。业内人士指出,从国家的规划可以看出,智能化处理系统是垃圾分类的发展方向。智能化、大数据、互联网+等创新技术,成为企业深度参与垃圾分类产业链的法宝。    垃圾分类投放,仅是产业链的开始    分类垃圾桶只是一个前戏,这门产业里真正的商机何在?对于普通消费者而言,从产生垃圾到投放垃圾桶,就完成了整个环节。但在垃圾回收行业从业者来看,这只是产业链的开始。该产业链共有四个环节,除投放外,还包括分类、运输和处理。对大多数垃圾分类回收的参与者,他们只是这条产业链的一环或几环。    垃圾识别应用程序成功率很低    随着垃圾分类热潮,上百个有关垃圾分类的应用一夜之间上线,主要是针对消费者端,这背后存在着大大小小的各类打着人工智能垃圾分类旗号的科技公司。同时,互联网巨头也将目光瞄向这一市场。    垃圾识别应用程序成功率普遍较低    阿里巴巴、腾讯都推出了垃圾识别的应用程序,通过物品的视觉识别做出垃圾分类的判断。不过,当人们使用这些应用后会有这样的疑问,他们当中的一些真的提高效率了吗?因为无论是语音识别,还是视觉识别,其成功率很低。    据介绍,这些匆忙发布的产品,很多背后数据训练的样本并不足以支持其满足日常使用的准确率,识别率只有20%到30%。相关专家认为,从技术的角度并不难实现,只是因为缺少样本导致识别准确度低,目前用途只能是对用户科普。    在微软中国区内部孵化活动中,技术人员开发的智能垃圾桶及传感器    微软垃圾桶智能化识别技术实践    另一种思路是引入视觉识别和其他系统的智能垃圾桶,从客户端进行智能识别。微软技术专家期望通过引入视觉、重力、红外等多种类型传感器,让垃圾桶实现智能化,由于可以采集数据未来变...
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发布时间: 2019 - 08 - 27
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MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro-ElectroMechanicalSystem),微机电系统是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。可以把它理解为利用传统的半导体工艺和材料,用微米技术在芯片上制造微型机械,并将其与对应电路集成为一个整体的技术。所以它是以半导体制造技术为基础发展起来的一种先进的制造技术平台。    MEMS传感器应用    相对于传统的机械,它们的尺寸更小,最大的不超过一个厘米,甚至仅仅为几个微米,其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近钼和钨。采用与集成电路(IC)类似的生成技术,可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺,进行大批量、低成本生产,使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。    MEMS传感器在 AR/VR、消费电子、智能驾驶、智能工厂、智慧物流、 智能家居、环境监测、智慧医疗等物联网领域都有广泛应用。    可穿戴设备应用。以小米手环为例,就用到了ADI的MEMS加速度和心率传感器来实现运动和心率监测。 Apple Watch内部除了MEMS加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风,还有使用脉搏传感器。    VR应用。VR设备需要足够精确测定头部转动的速度、角度和距离,采用MEMS加速度计、陀螺仪和磁力计来进行测定是重要的解决方案之一,几乎成为VR设备的标配。Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR都采用了MEMS加速度计和陀螺仪,未来VR设备也可能会使用MEMS眼球追踪技术。    无人机应用。无人机飞行姿态控制技术上,MEMS传感器又有了施展的空间。结合加速度计和陀螺仪,可以算出角度变化,并确定位置和飞行姿态。MEMS传感器能在各种恶劣条件正...
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发布时间: 2019 - 08 - 26
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最近,在国内与传感器技术息息相关的物联网应用领域,有哪些最新应用呢?来看看以下三则简讯。    安装在井盖上的监控传感设备,资料图    1.合肥首套基于传感器的智能井盖管理系统投用    在合肥,过去,井盖异常大多靠人工定期巡检或者热心群众报警。虽然可基本达到常规的管控,但无法第一时间发现突发异常。随着大数据、物联网技术的进步,运用技术手段解决井盖问题已成为现实。    目前,合肥首套井盖智能管理系统在该市经开区公用公司排水管理中心建立。该系统可以将全区各类井盖建立唯一的井盖识别码,统一监控管理起来。    井盖姿态改变报警图文示意,资料图    该套井盖智能管理系统,在井盖内侧安装了监控传感器设备,传感器采集到的信息自动上传至后台。系统将通过监测井盖的翻转倾角、温度检测、井下溢水报警、运动轨迹分析来判断井盖是否为异常打开。一旦判断异常,马上发送告警信息。通过手机APP,维护人员可进行现场维修,及时将井盖信息、人员信息、签到时间等数据回传到服务器。如上图井盖报警姿态所示,设备倾角超过基准角度5度时,会发生松动报警;当水位达到浮漂高度(高度设置范围为50-150厘米),会发生满溢报警。    目前,经开区已在包括下穿桥在内的十余处易涝点和积水点,试点安装了该智慧井盖设备。截至8月7日,井盖监控器累计打开、松动检测数据共285次,水位溢满74次,设备复位97次。据悉,经开区将在辖区内增设100余套智慧井盖设备,以满足更大范围的井盖监控管理和防汛预警。    2.安徽亳州:两千多家餐饮企业将安装油烟在线监测系统    日前,安徽亳州谯城区中心城区餐饮油烟在线监测系统已完成公开招标,2200家餐饮油烟企业即将陆续安装在线监测系统。据悉,这款智数智能油烟在线监控仪安装在餐饮企业的油烟排放管和开关附近,监控终端集成GPRS无线通信模块,采用实时在线、自动上报的方式工作。    智能油...
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