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ADI MEMS感測器將導航控制帶入工業應用
 

【CTIMES/SmartAuto 陳盈佑報導】   2007年06月13日 星期三

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由高性能半導體廠商ADI亞德諾半導體公司所開發的慣性感測(inertial sensing)解決方案,可以針對GPS信號的損耗或是因交通工具所引發的信號不規則加以補償,而這種信號不規則常會發生在卡車車隊、農業用設備、商業用與小型飛機、以及船隻、油輪和其他需要依賴GPS衛星導航以維持正確位置資訊的交通工具上。

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ADIS 16355慣性量測單元(IMU)採用了ADI的iMEMS Motion Signal Processing Technology(動作信號處理技術),使得那些第一次要在其系統上配備複雜的動作分析以及原本用於軍事防禦、航太工程以及其他尖端應用領域的導航用定點推測航行(dead reckoning)功能的工業設計工程師能夠以大約十分之一的成本來完成。ADIS 16355能夠偵測到以線性加速以及角度移動的微小位移,藉此提供定點推測航行的功能,使得交通工具得以維持航向,直到GPS信號恢復為止。除了導航之外,ADIS 16355也可以使用在高靈敏度的機械人操作以及其他動作控制元件上,IMU將會協助確認這些精密的動作可以被很正確的重複數千次以上。舉例來說,ADIS 16355可以協助航空攝影機完成動態影像的生產;對工廠自動化的機械手臂進行控制;以及確保義肢的穩定度。

ADIS 16355具有易於併入工業系統設計的特點,能使系統性能藉由精密的動作分析與控制而獲得提升,讓設計工程師能夠將開發時間縮短達12個月之多。這款新的IMU擴充了ADI旗下曾獲得獎項的iSensor智慧型感測器產品家族,而此類產品就是為了要迎合業界市場對於微機電系統(MEMS)動作感測器持續成長的需求而開發。該公司到目前為止已經售出超過三億個動作感測器。

ADIS 16355是一組多軸動作感測器,以極具成本效益的方式將迴轉儀(gyroscope)和振動加速度計(accelerometers)加以結合,以便量測全部六組可能的機械性自由度(6DOF):在X、Y、與Z軸上的線性移動以及繞著X、Y、與Z軸的旋轉動作。對於其他整合度較低的感測器,在設計工程師能夠確認該元件有能力提供正確與穩定的反饋之前,還需要在各軸上執行複雜、耗費成本以及浪費時間的動作測試與校正。ADI 對ADIS 16355使用全面性的工廠校正程序,並且讓這組新的感測器具備有簡單而且能夠予以編程的介面,以便確保其具有高精密度,同時又能夠以非典型的方式加以整合,藉由這些特點來克服前述的障礙。ADIS 16355也擁有全溫度範圍(full-temperature-range)校正功能,另外ADIS 16350則擁有室溫校正功能,並且具有0.005 deg/sec/°C優越的偏壓溫度穩定度。

與ADIS 16355類似的元件,價格範圍從幾百美元到幾千美元都有,但是許多的應用裝置仍然無法達到由ADIS 16355與ADIS 16350所能提供的精密度位準,而相較於其他現有的慣性感測器,這兩組元件在感測器的精確度上也具有50倍的改善。對一個從基本的感測器開始,具有高度複雜性之設計挑戰的完整解決方案來說,要對其進行整合與測試時的複雜度是個更為顯著的障礙。ADIS 16355與ADIS 16350所具有的傑出成本效益比乃是來自於其創新的易於使用性,這個特性可以讓工業設計工程師快速的將動作感測功能整合至一定範圍內的應用裝置中。

ADI的iSensor智慧型感測器產品生產線總監Andy Garner表示,「由於許多動作感測器都是未經校正就出貨,因此造成它們的性能很容易對於電壓、溫度、震動的改變以及其他位於IMU當中之感測器的影響十分的敏感。要讓這樣的感測器在已經相當複雜的系統中變得有用,即便是對使用最精密測試與校正設備來量測─最優秀的設計工程師而言都是一項挑戰。ADI藉由執行所有重要的IMU校正以及使用一定範圍的專利測試能力來進行內部補償,以降低系統的開發時間達到12個月之多,這在無形中將能夠替客戶節省耗費不貲的測試設備成本。」

關鍵字: inertial sensing  GPS  IMU  iMEMS  iSensor  ADI(美商亞德諾Andy Garner  電子感測元件 
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