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稳定系统中惯性MEMS的频率响应

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无人飞行器安装的监控设备、海上微波接收机、车辆安装的红外成像系统传感器以及其他仪器系统都需要具有稳定的平台,以达到最佳性能,但它们通常在可能遇到振动和其他类型不良运动的应用中使用。

振动和正常车辆运动会导致通信中断、图像模糊以及其他很多行为,从而降低仪器的性能和执行所需功能的能力。平台稳定系统采用闭环控制系统,以主动消除此类运动,从而保证达到这些仪器的重要性能目标。

图1是平台稳定系统的整体框图,它使用伺服电机来校正角向运动。反馈传感器为仪器平台提供动态方位信息。反馈控制器处理这些信息,并将其转换为伺服电机的校正控制信号。

为应用选择最合适的 MEMS加速度计——第二部分

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<strong>简介</strong>

为应用选择最合适的加速度计可能并不容易,因为来自不同制造商的数据手册可能大相径庭,让人难以确定最为重要的技术指标是什么。在本文第二部分,我们将从可穿戴设备、状态监控和物联网应用的角度重点讨论各项关键技术指标和特性。

<strong>可穿戴设备</strong>

<strong>关键指标:</strong>低功耗、小尺寸、旨在增强节能性能的集成特性以及可用性。

用于电池供电型可穿戴应用的加速度计的关键指标是超低功耗(通常为μA级),以确保尽量延长电池寿命。其他关键指标是尺寸和集成的特性,比如备用ADC通道和深度FIFO,其作用是增进终端应用的电源管理和功能性。由于这些原因,可穿戴应用中通常采用MEMS加速度计。表1所示为部分生命体征监测(VSM)应用及其在具体应用中的对应设置。用于可穿戴应用的加速度计通常可以对运动分类;检测自由落体;测量运动是否存在以确定是使系统上电、关断还是休眠;辅助实现数据融合,供ECG和其他VSM测量使用。同样的加速度计也用在无线传感器网络和物联网应用中,因为它们具有超低功耗的特性。

表1. VSM可穿戴应用的运动检测要求

为应用选择最合适的MEMS加速度计——第一部分

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<strong>简介</strong>

加速度计能够测量加速度、倾斜、振动或冲击,因此适用于从可穿戴健身装置到工业平台稳定系统的广泛应用。市场上有成百上千的加速度计器件可供选择,其成本和性能各不相同。本文第一部分讨论设计人员需要知道的关键参数和特性,以及它们与倾斜和稳定应用的关系,从而帮助设计人员选择最合适的加速度计。第二部分将重点关注可穿戴设备、状态监控(CBM)和物联网应用。

最新MEMS电容式加速度计应用于传统上由压电加速度计和其他传感器主导的应用领域。新一代MEMS加速度计可为CBM、结构健康监控(SHM)、资产健康监控(AHM)、生命体征监测(VSM)和物联网无线传感器网络等应用提供解决方案。然而,在有如此多加速度计和如此多应用的情况下,选择合适的加速度计并非易事。

尚无行业标准界定加速度计属于何种类别。加速度计的一般分类及相应的应用如表1所示。所示的带宽和g值范围是加速度计用在所列终端应用中的典型值。

MEMS振动监控:从加速度到速度

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<strong>简介</strong>

MEMS加速度计终于达到了能够测量广泛机器平台振动的阶段。其最近的能力进步,加上MEMS加速度计已有的相对于传统振动传感器的诸多优势(尺寸、重量、成本、抗冲击性、易用性),促使一类新兴的状态监控(CBM)系统开始使用MEMS加速度计。结果,许多CBM系统架构师、开发者甚至其客户首次考虑使用此类传感器。他们面临的问题常常是如何快速了解评估MEMS加速度计功能的方法,以便在其机器平台上测量最重要的振动特性。这初看起来似乎很困难,因为MEMS加速度计数据手册表述最重要性能特性的方式常常不是开发人员所熟悉的。例如,许多人熟悉用线速度(mm/s)来量化振动,但大多数MEMS加速度计数据手册是用基于重力的加速度(g)来表达其性能指标。幸运的是,有一些简单的技术可用来将加速度转换为速度,以及估计加速度计关键特性(频率响应、测量范围、噪声密度)对重要系统级标准(带宽、平坦度、峰值振动、分辨率)的影响。

<strong>基本振动特性</strong>

MEMS和FOG的精确导航之争

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作者:Chris Goodall、Sarah Carmichael (Trusted Positioning,Inc.)和Bob Scannell (Analog Devices, Inc.)

光纤陀螺仪(FOG)以前曾经是环形激光陀螺仪(RLG)等其他技术的低成本替代品,现在该技术面临着新的竞争。微机
电系统(MEMS)陀螺仪开始抢夺传统FOG应用的市场份额。具体来说,天线阵列稳定、农业机械控制、常规车辆导航成为MEMS和FOG对峙的战场。

为了确定用于导航应用的这两种技术之间的相似点,我们将对选定的高端MEMS陀螺仪与低端FOG陀螺仪进行比较。我们在分析中使用了导航软件和测试案例作为控制,以确定MEMS是否真正为在战术导航性能水平上使用做好了准备。

【视频】Microchip基于MEMS的时钟发生器

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物联网不断推动变革,嵌入式平台的智能化和互联性也在迅速提升。这对开发人员提出了新的挑战:开发功能更加丰富,但是外形更为小巧且功耗极低的产品。仔细研究时钟架构是满足上述挑战的方法之一。Microchip基于MEMS的时钟发生器可通过单个集成参考合成多种频率。

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【视频】关于新型RF MEMS开关技术的那些事......

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本视频将向大家介绍我们革命性的新型RF MEMS开关技术,值得一看哦!

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革机电继电器的命,MEMS开关是如何做到的?

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过去30年来,MEMS开关一直被认为是性能有限的机电继电器的出色替代器件,因为它易于使用,尺寸很小,能够以极小的损耗可靠地传送0 Hz/dc至数百GHz信号,有望彻底改变电子系统的实现方式。这种性能优势会对大量不同的设备和应用产生重要影响。在MEMS开关技术的帮助下,很多领域都将达到前所未有的性能水准和尺寸规格,包括电气测试与测量系统、防务系统应用、医疗保健设备。

与继电器相比,MEMS技术一直就有实现最高水平RF开关性能的潜力,其可靠性要高出好几个数量级,而且尺寸很小。但是,难以通过大规模生产来大批量提供可靠产品的挑战,让许多试图开发MEMS开关技术的公司停滞不前。Foxboro Company是最早开始MEMS开关研究的公司之一,其于1984年申请了世界最早的机电开关专利之一。

ADI自1990年开始通过一些学术项目涉足MEMS开关技术研究。到1998年,ADI终于开发出一种MEMS开关设计,并根据该设计制作了一些早期原型产品。2011年,ADI大幅增加了MEMS开关项目投入,从而推动了自有先进MEMS开关制造设施的建设。现在,ADI已能够满足业界一直以来的需求:量产、可靠、高性能、小尺寸的MEMS开关取代衰老的继电器技术。

MEMS最新提供的软件算法库支持

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之前使用ST提供的算法库,不管是麦克风采集处理软件库(AcousticBF,AcousticSL,Audio)还是各种运动软件算法库(AR,CP, FX, GR 等)都需要逐一在官网上下载库并申请license,该license还都会绑定唯一的NucleoMCU板,这给大家使用算法库带来不小的麻烦,想在其他平台上使用都无法操作。

现在,ST有新的改变喽,比如在OPENMEMS页面下的算法库链接都变成了下面这样,不仅算法种类有了极大的丰富(增加了AC, AW, EC, FA, FX, GC, ID, MC, PE, PM等),还将所有最新版本的算法统统整合进X-CUBE_MEMS1和X-CUBE-MEMSMIC1软件包里。

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