Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2008 №11

MEMS-компоненты, датчики движения, беспроводные применения, энергосбережение и технологические инновации — в фокусе выставки Sensors Expo&Conference 2008. Часть 2

Сысоева Светлана


Данная публикация продолжает начатый в№8 журнала «Компоненты и технологии» обзор ключевых обновлений компонентов датчиков и лидирующих технологий для современных сенсорных систем и сетей — из числа отмеченных наградами “Best of Sensors Expo” журнала “Sensors Magazine” на ежегодном июньском мероприятии Sensors Expo-Conference 2008 и ряда других.

Все статьи цикла:

Датчики

«Золотой» компонент Shear-Link Microstrain

Еще одной золотой номинации в категории “Sensors” Gold Award “Best of Sensors Expo” эксперты “Sensors Magazine” удостоили компонент Shear-Link компании Microstrain (рис. 10), представляющий собой сдвиговую ось с функциями измерения нагружения (load sensing), беспроводной коммуникации и бортовой памяти.



Рис. 10. «Золотой» сдвиговый беспроводной сенсорный компонент Shear-Link от Microstrain

Параллельно заметим, что полученная MicroStrain в 2008 году награда “Best of Sensors Expo” — уже десятая по счету. Причем из общего числа наград от журнала “Sensors Magazine”, полученных компанией за последние 7 лет, 9— золотые и одна серебряная.

Shear-Link — это название линейки сдвиговых осей, предлагаемых Microstrain. Датчики отличаются простым и надежным методом инсталляции. Для соответствия широкому диапазону применений оси Shear-Link предлагаются различного размера.

Закорпусированный в прочном и уплотненном модуле, датчик интегрирует:

  • сенсорную ось, измеряющую нагрузку (load);
  • схему обработки сигнала датчиков напряжения (strain gauge);
  • встроенную батарею;
  • прецизионный таймер;
  • логгер данных;
  • беспроводной трансивер.

Элементы измерения напряжения strain gauge локализованы в прецизионной апертуре малого диаметра внутри центра вала с подшипниками из нержавеющей стали. Апертура мала в диаметре, поэтому для измерений компонент Shear-Link может воспринять 97% от полной приложенной силы.

Подключение сенсорных элементов к микроконтроллерному модулю — внутреннее. Встроенная антенна и все встроенные компоненты Shear-Link помещены в корпус из нержавеющей стали с ацетилом и уплотненным портом доступа к батарее. Shear-Link — это полностью интегрированный беспроводной сенсорный компонент, который был сконструирован как измерительное средство для мониторинга нагрузок в экстремальных условиях.

По словам президента Microstrain Стива Армса (Steve Arms) в пресс-релизах компании, сдвиговые болты и скобы-оси, которые обычно используются для соединения нагрузок на подвижных частях машин и автомобилей, вместе с интеграцией беспроводной передачи данных делают подобные измерения нагрузок значительно проще.

Чтобы пояснить, что именно имеется в виду, не лишним будет небольшое теоретическое отступление.

Датчики нагрузки load sensors, или load cells, — это преобразователи силы или веса в электрический сигнал. Изначально они представляли собой устройства электромеханического типа, выходным сигналом которых является напряжение. В автоматически управляемых системах сгенерированные силы и моменты измеряются на рабочем месте между движущимися или управляющими элементами силы и управляемыми элементами. В автомобилях, оборудованных пристяжными ремнями и подушками безопасности, количество газа для развертывания и энергия поглощения нагрузки ремней безопасности energy absorbing (EA) регулируются в зависимости от веса пассажира. Датчики нагрузки load sensors (load cells) — это и есть не что иное, как датчики веса.

Современные датчики нагрузки load cells представляют собой измерительные средства для преобразования сил сжатия или напряжения в электрический сигнал, которым является, как правило, массив пьезорезистивных элементов, измеряющих механическое напряжение, — strain gauge типа с постоянным модулем упругости, допускающие выполнение калибровки, сконфигурированные в мост Уитстона.

Изменение в сопротивлении под действием механического напряжения — результат воздействия приложенной к сенсорной балке силы. Измерительная ячейка также включает противодействующую силу или ресивер силы, сконфигурированный и расположенный так, чтобы поддерживать нагрузку и обеспечивать срабатывание. Преобразователь, размещенный на элементе, создающем противодействие, генерирует аналоговый электрический сигнал, пропорциональный нагрузке. Мостовая схема — типичная для датчиков strain gauge. Аналоговый выход моста Уитстона позволяет использовать датчики нагрузки для мониторинга добавленного веса груза к грузовикам, трейлерам. Для различных применений датчики нагрузки могут принимать разные формы, с расчетом на измерение того или иного веса выполняется и соответствующая калибровка.

Первичные преобразователи выполняются из металла, например, тонкой резисторной фольги, присоединенной к другому носителю (bonded strain gauge), но за названием strain gauge могут скрываться также полупроводниковые датчики пьезорезистивного типа — для измерения малых напряжений и сил. Встречаются также пьезоэлектрические датчики напряжения.

Помимо применения датчиков strain gauge, другим подходящим методом детектирования является широко распространенный емкостной, согласно которому перемещение упругого элемента на сенсорной плате вызывает изменение емкости (разбаланс дифференциальной емкостной структуры).

Очевидно, что интеграция сенсорных функций с возможностью беспроводной передачи данных — значительное преимущество Shear-Link во многих применениях: для структурного анализа, в автомобилях и авиации, что и было отмечено экспертами журнала Sensors Magazine. Это устройство комбинирует в себе полезность вместе с высокой интеграцией, включая схему обработки и средства коммуникации.

«Серебряный» компонент Solo Volt Solidica

Еще одна серебряная награда в категории “Sensors” принадлежит компоненту Solo Volt Solidica, основным предназначением которого является мониторинг «здоровья» батареи.



Рис. 11. «Серебряная» система мониторинга батарей Solo Volt Solidica

Solo Volt (рис. 11) — это высокоэффективная и интеллектуальная автономная система мониторинга батарей в транспортном средстве. Система Solo Volt представляет собой не что иное, как батарейный диагностик, наблюдающий одновременно до 6 батарей и включающий также средства коммуникации и хранения данных. Посредством интеграции в данном устройстве прочной и точной сенсорной системы с ПО можно с высокой надежностью измерять каждую из 6 ключевых батарейных переменных (напряжение, ток, температура, состояние заряда, состояние «здоровья», срок службы).

Поскольку Solo Volt измеряет и интегрирует широкий диапазон переменных в процессе анализа, обеспечиваются надежность информации и комфорт для пользователя, заинтересованного в получении нужной информации. Батареи часто бывают подвержены жестким условиям, и с Solo Volt информация о работе батареи в данных или необходимых условиях доступна с помощью точной картинки, индицирующей ее состояние.

Всесторонний исчерпывающий мониторинг характеристик батареи помогает снижать цену, ассоциируемую с быстрым обслуживанием батарей (флотов) и обеспечением высокоточной картины рабочих характеристик и полезного срока службы, оставшегося в батареях.

Функциональность On, доступная всегда, позволяет наблюдать и записывать ключевые данные платформы с малым энергопотреблением, при этом обеспечивается эффективное управление питанием платформы. Характеристики состояния анализируются посредством учета спектра важнейших критериев. Функциональность мониторинга состояния заряда отслеживает остающийся заряд в пределах каждого цикла — для того чтобы гарантировать достаточный заряд для обеспечения других требуемых характеристик. Функциональность мониторинга состояния срока службы анализирует число общих полезных сроков службы, оставшихся в батарее. Встроенные в транспортный сетевой интерфейс сетевые интерфейсы J1939 CAN и J1708 допускают поддержку функциональности телематики, прогностики и диагностики — независимо от поддерживаемой системной платформы. Совместимость с 12 и 24-вольтовыми системами постоянного напряжения также позволяет использовать разнообразные платформы, включая те, что могут быть обнаружены в гибридных автомобилях, системах powertrain внутреннего сгорания, стационарных системах.

Датчики Solo Volt совместимы с любым типом батарей — свинцово-кислотными, литиевыми, никель-металлогидридными NiMH и многими другими.

Устройства отличает гибкость и модульность дизайна: масштабируемая архитектура может быть повышена для данной платформы и/или применения. Работа независима от поддерживающей системы.

Повысить шумовую устойчивость и снизить эмиссию позволяют примененные многослойные платы с земляным планом. Широкий входной диапазон напряжения питания обеспечивает совместимость с широким диапазоном платформ автомобилей, интегрируется и с новыми, и с существующими автомобилями.

Функциональность напряжения питания защищена от электростатического разрушения (ESD) и против перепадов напряжения в жестких условиях эксплуатации. Коррелированные во времени данные для точного мониторинга событий обеспечиваются за счет тактирования в реальном времени. Конфигурируемое программирование позволяет с одним аппаратным средством обеспечить множество применений.

Компания Solidica, Inc. была удостоена золотой награды журнала Sensors Magazine “Best of Sensors Expo” и в два предыдущих года. В 2006 и 2007 годах экспертами была отмечена беспроводная сенсорная система Solidica Pantheon для интеллектуальных военных/защитных применений.

Несколько слов об этой системе. Система Pantheon использует технологию для обнаружения, сбора, анализа и передачи в реальном времени жизненно важных знаков, влияний и данных о разрушениях в центры тактической поддержки.

Pantheon — это беспроводная/проводная сетевая сенсорная система, полностью интегрирующая аппаратные и программные сенсорные средства и безопасную телематическую систему, которая комбинирует хаб Chorus для сбора, анализа данных телематики с интеграцией GPS, RFID/UID и встроенными прогностическими и диагностическими способностями.

Все решения Solidica для промышленного мониторинга абсолютно совместимы и допускают немедленную интеграцию беспроводных и проводных датчиков Pantheon в существующие индустриальные платформы, устройства и программные средства. Системный подход предполагает также наследие интерфейсов. Датчики, подключаемые как устройства plug-and-play, измеряют вибрацию, температуру, давление или, например, состояние шестерен и подшипников. Ультрапрочное системное корпусирование рассчитано на жесткие условия эксплуатации, предполагает также tamper-proof устойчивость к «касанию – копанию».

Все технологии, основанные на Pantheon, интеллектуальны и адаптируемы и обеспечивают как распределенную системную интеллектуальность, так и мониторинг применений сенсорного уровня, а также обработку диагностических, прогностических и профилактических данных.

Solo — это продвинутые сенсорные модули с диагностической и прогностической функциональностью, безопасной сетевой работой и прочным корпусированием. Solidix характеризуется улучшенным рабочим окружением и коммуникационными протоколами, которые допускают беспроводной контроль сенсорного уровня, сбор и контроль данных в реальном времени, многоуровневую, безопасную сетевую работу.

Способность Pantheon быстро адаптироваться к любой мобильной или стационарной системе на беспроводной платформе дает возможность осуществлять дистанционный контроль и беспроводной мониторинг датчиков.

Некоторые другие датчики движения

Значительную долю ключевых обновлений датчиков движения, представленных на Sensors Expo, составляют акселерометры, гироскопы и датчики расхода MEMS, рассмотренные в первой части статьи.

Отдельного упоминания экспертами Sensors Magazine заслужил также акселерометр Model 67 Endevco Corp. с рабочими температурами до 175 °C.

К этой группе относятся также датчики положения/скорости и расхода. Компания Infineon Technologies представила на выставке Sensors Expo новые программируемые линейные магнитные датчики Холла TLE4997 и TLE4998. TLE4997 — это аналоговый датчик, TLE 4998 характеризуется SENT или PWM (ШИМ) интерфейсом.

Компания Motion Sensors представила датчик Холла с частотным выходом для измерения скорости, близкой к нулевой (2 Гц). Датчики нулевой скорости для измерения частот от 0 до 10 кГц были также представлены компанией Xensor Corporation.

Fluid Components International представила измерители расхода с частотным выходом 0-1 кГц ST50, ST75 и импульсные кориолисовы измерители расхода CMB, CMM и CMU.

Компания Kistler Instrument, Corp. экспонировала датчики крутящего момента с частотным выходом 4503A и 4504A.

Renishaw предложила вниманию посетителей выставки 13-битный магнитный угловой энкодер RLS AM8192B с признаками 8192 счета/вращение, более высокие скорости работы 38 000 об/мин на 13-битном разрешении (60 000 об/мин на 12 бит), лучшим шумовым контролем, улучшенной временной задержкой, точностью (0,3°) и способностями к адаптации. Рабочий температурный диапазон устройства — –40…125 °C.

Тенденции и применения, доминирующие среди предложенных компонентов и систем

На этом обзор ключевых обновлений компонентов датчиков в рамках данной статьи заканчивается. Далее пойдет речь о технологиях для создания сенсорных устройств, систем и сетей, компонентах, предназначенных для интеграции, а также о новых предложениях аппаратных и программных продуктов.

Энергосбережение, беспроводные применения, готовые к применению модульные сенсорные системы — это основные тенденции, определяющие многие предложения производителей потребителям, представленные на мероприятии SensorsExpo.

Так, помимо MicroStrain, и компании Green Peak Technologies, Newtrax Technologies, Smart Structures Inc. представили свои беспроводные трансиверы, а производители оптических датчиков, известные своими разработками для беспроводных сенсорных сетей, — QPS Photronics Inc. и OZ Optics Ltd.—также представили свои новые предложения.

Энергосбережение — следующий ключевой аспект в характеристике предложений производителей компонентов и средств построения сенсорных систем и сетей. Эти компании стремятся к успешному позиционированию своих продуктов на рынке сбыта. Помимо снижения потребляемой мощности, в настоящий момент актуальны такие методы, как использование солнечной энергии, ветра, вибрационной энергии, применение электромагнитных или электростатических устройств, термопилей, механических элементов, электродинамических источников или пьезоэлектрических и пьезорезистивных устройств.

О «золотом» продукте — перезаряжаемой батарее EnerChip Cymbet — будет подробно рассказано далее. Прежде чем перейти к обзору сенсорных компонентов, систем, сетей и средств их коммуникации, необходимо заметить, что не только отмеченные наградами “Best of Sensors Expo”, но и многие другие предложения характерны наличием беспроводной функциональности и значительно сниженным энергопотреблением.

Так, известный производитель PIC-микроконтроллеров компания Microchip Technology представила сертифицированный Федеральной Комиссией по связи (FCC) трансиверный модуль поверхностного монтажа ZigBee 2,4-гигагерцовый модуль MRF24J40MA, совместимый практически с любыми МК из семейства PIC. Предложение модуля поддерживается набором разработчика PICDEM Z demo kit и анализатором Zena для беспроводных сетей, а также специально разработанными программными ZigBee и MiWi протоколами.

Компания GreenPeak Technologies, например, предложила автономный трансивер Emerald GP500C, представляющий собой маломощный чип, также совместимый со стандартом ZigBee (IEEE 802.15.4). Устройство потребляет ток всего порядка 100 нА в sleep-режиме, тогда как большинство конкурирующих предложений характеризуется в спящем режиме током в 1 мкА, и требует меньшего (65%) потребления энергии для обработки пакетов.

Чип-система, или SoC (system-on-a-chip) ИС CC2340 — первый член нового семейства Z-Accel Texas Instruments, предназначен- ная для упрощения схемного дизайна ZigBee посредством сертифицированного сетевого процессора, включает таймер, интерфейсные порты, память, микроконтроллер, трансивер, работающий в режиме реального времени тактовый генератор, АЦП, универсальный асинхронный ресивер/трансмиттер (UART).

Тонкопленочная батарея Cymbet — энергосберегающий сенсорный компонент

Второй золотой награды “Best of Sensors Expo” в категории “Sensor Components” удостоилась перезаряжаемая тонкопленочная батарея-чип в SMT-корпусе с размерами 8}8 мм Cymbet Corporation, Inc. — EnerChip CBC050 (рис. 12), рассчитанная на режим автоматической сборки и тысячи циклов перезарядки с очень малым фактором собственных потерь. Практически одновременно с мероприятием Sensors Expo консалтинговая организация Frost & Sullivan, основываясь на своем анализе рынка тонкопленочных батарей, также выделила Cymbet и присвоила компании награду North American Frost & Sullivan Award 2008 года за технологические инновации и вклад в разработку технологий тонкопленочных батарей.

а
б
в

Рис. 12. Перезаряжаемые батареи%чипы семейства EnerChip Cymbet и средства оценивания:
а) «золотая» батарея CBC050 (вид оценочной платы с батареей EnerChip);
б) внешний вид всего массива батарей семейства EnerChip;
в) комплект EVAL%01 для оценивания CBC050 и CBC012 (содержимое комплекта)

EnerChip CBC050 — это миниатюрная, недорогая и маломощная твердотельная перезаряжаемая батарея емкостью 50 мкА·ч с выходным напряжением 3,8 В. Чип рассчитан на зарядку от 4-вольтового источника. Время зарядки батарей до емкости 80% — всего 30 минут, число циклов зарядки/разрядки >5000 с уменьшением полного разряда до 10%.

Инновации в управлении энергией и энергосбережении достигнуты компанией посредством нанотехнологий. Являясь устройствами класса «компонент», EnerChip CBC050 обеспечивают сохранение энергии с малым форм-фактором и пользовательским удобством, недостижимым с круглыми батарейками или суперконденсаторами. Семейство EnerChip может обеспечивать резервное питание для электронных систем во временном отрезке от 1 дня до нескольких недель — в зависимости от тока потребления.

Батарея предназначена как для резервного питания бортовых SRAM, часов и микроконтроллеров, работающих в режиме реального времени, так и систем и тэгов радиочастотной идентификации RFID, интеллектуальных датчиков, беспроводных сенсорных и дистанционных распределенных систем.

Рабочая температура «золотого» устройства CBC050 — 0…70 °C, запасенная температура — –20…125 °C.

16-выводный M8 QFN корпус (RoSH-совместимый), устойчивый к высоким температурам пайки (260 °C), рассчитан на автоматическую сборку и высокие объемы производства.

Семейство EnerChip также включает на данный момент еще 3 устройства (рис. 12б). На момент проведения Sensors Expo компанией предлагалось также устройство, рассчитанное на емкость 85 мкА·ч. Например, компания выпускает батарею-чип CBC012-L5C—устройство с емкостью 12 мкА·ч, помещенное в керамический корпус CLCC с размерами всего 5x5 мм.

Для оценки характеристик и функциональности перезаряжаемых продуктов EnerChip компания Cymbet предлагает разработчикам специальные оценочные комплекты. Например, комплект EVAL-01 (рис. 12в), построенный на малой плате со схемой заряда и входом +5 В, включает CBC012, CBC050 (или оба чипа) EnerChip. Внешний вид платы с EnerChip показан на рис. 12а.

Схемная плата может допускать широкий входной диапазон и регулировать напряжение до правильного уровня, необходимого для зарядки батареи. В дополнение к схеме заряда допускается защита EnerChip от утечки тока через схему заряда и преждевременного стока тока.

К настоящему времени компания выпустила еще два устройства, оснащенные интегрированными схемами батарейного управления:

  • EnerChip CC CBC3112 емкостью12 мкА·ч;
  • EnerChip CC CBC3150 емкостью 50 мкА·ч.

«Серебряный» сенсорный компонент WSK100 KCF Technologies

Компания KCF Technologies (www.kcftech.com)— второй серебряный лауреат, удостоенный награды за беспроводной сенсорный комплект WSK100, который комбинирует сенсорные узлы и программные средства, позволяющие осуществлять не просто энергосберегающие, а самопитаемые беспроводные сенсорные функции.



Рис. 13. Беспроводной самопитаемый сенсорный комплект KCF Technologies Wireless Sensor Kit (WSK100)

KCF Technologies Wireless Sensor Kit (WSK100) (рис. 13) — это средство для создания самопитаемых беспроводных датчиков как практического решения для индустриального мониторинга. Свободно доступная вибрационная энергия захватывается устройством и используется как источник питания, что позволяет разработчикам беспроводных сенсорных сетей достигать сниженной цены их инсталляции и увеличенного срока службы, возможного с беспроводными датчиками.

Набор включает:

  • USB ресивер/трансмиттер для хост ПК.
  • CD с ПО для сенсорной сети, отображения и архивирования данных.
  • Набор интегрированных беспроводных датчиков, каждый из которых включает:
    – машину, питаемую вибрацией;
    – температурный датчик в корпусе;
    – датчик ускорения (0–2 кГц);
    – порт для внешнего датчика давления.

Компоненты комплекта включают:

  • набор из трех беспроводных сенсорных узлов, каждый с интегрированной питаемой вибрацией машиной (пользователь может выбирать частотные диапазоны), сенсорной платы с датчиками бортовой температуры, ускорения и датчиками напряжения суперконденсаторов, дополнительным 5-вольтовым ратиометричным датчиком давления;
  • USB-порты передают и принимают данные от сенсорной сети к хост лэптопу или ПК;
  • включенное ПО позволяет пользователю программировать сенсорную сеть и начинать измерения за пределами бокса.

KCF Technologies также отдельно представляет потребителям компоненты серии VPH (Vibration Power Harvesting), которые выводят энергию из хост-структуры и обеспечивают подачу регулируемого DC-питания к промышленным беспроводным датчикам, исключая замещение батарей в пределах ожидаемого срока службы до 15 лет.

Данное устройство закорпусировано в цилиндр 63x67 мм, структура крепления на основе внутренней резьбы 10–32, внешней резьбы 3/8–24, магнит. Амплитуда вибрации, предусмотренная дизайном: 2,0–25,0 мм/с. Частота входной вибрации различается в зависимости от модели: 58–65 Гц для VPH100, 235–260 Гц для VPH200, 352–374 Гц для VPH300. Рабочая температура — –40…127 °C. Максимальные допуски к ударам—100 g.

Цена вибрационного комплекта WSK100 составляет $4800, но беспроводное (с отсутствием проводов данных или силовых) устройство снижает цену инсталляции датчиков, по оценкам компании, приблизительно на $1000-$3000. Вибрационное самопитаемое устройство VPH снижает цену в зависимости от срока службы датчика приблизительно на 70% — за счет исключения замены батарей.

Клиентские сенсорные платы доступны по требованию.

Еще два важных отличия сенсорных характеристик — импеданс, оптимизированный для максимального объединения вибрации и запасенной электрической энергии, и структурная изоляция для прочности.

Средства сбора данных

Системы Diversified Technical Systems Slice и Slice Nano

Третья золотая награда “Best of Sensors Expo” была присуждена системам записи данных Diversified Technical Systems (DTS) Slice и Slice Nano (рис. 14) в футпринтах с размерами 42x42 и 25x25 мм соответственно, они отличаются по следующим признакам (www.e-sensing.com):

  • высокое разрешение (16 бит АЦП);
  • широкий диапазон скорости сэмплинга до 300 кГц с канала;
  • память до 8 Гбайт;
  • сопротивление ударам до 2000 g (опционно — до 50 000 g и выше).



Рис. 14. Системы записи и обработки данных Slice (а) и Slice Nano (б) Diversified Technical Systems

Slice представляет собой ультрамалый и маломощный автономный микрорекордер данных, подключаемый к порту USB ПК. Система является модульной — на основании Base Slice (рис. 13а) формируется стек из множественных подключаемых модулей Slice Units. Основание Base Slice с размерами 42x42x8 мм содержит микропроцессор, память, схемы управления подключаемыми Slice-единицами.

Устройства Slice nano (рис. 13б) используют технологии дизайна, помогающие производить еще более легкие, мощные (функционально), надежные и более точные рекордеры, поддерживая тот же самый принцип модульности.

Основание Base Slice nano с размерами 25x25x5 мм включает микропроцессор, память и все схемы для управления множественными устройствами Slice nano высотой до 8 мм, а также интерфейсы с питанием и ПК.

Простой интерфейс (USB), используемый для связи модулей между собой и стека с ПК, обеспечивает питание, триггерное переключение, сигналы коммуникации цепочки стека. Напряжение питания — 6,3–13,8 В постоянного напряжения, максимальная потребляемая мощность — порядка 100 мА, что зависит от числа подсоединенных датчиков. В режиме standby ток потребления даже меньше 100 мкА.

Единичные модули Slice Units предназначены для расширения функциональности Slice Base. Поддерживается большинство типов датчиков: аналоговые (напряжение), мостовые (MEMS, напряжение, датчики механического напряжения или нагружения), ICP (Integrated Circuit-Piezoelectric, стандартизированный тип выхода) акселерометры, термопары (J, K, R, S, T, E, B типа), цифровые, частотные.

Обработка сигналов включает 3 дифференциальных программируемых канала, входной диапазон которых ±2,5 В, частотная полоса — от статического DC-воздействия до 40 кГц, диапазон (коэффициент) усиления от 1 до 1280, диапазон автоматического смещения — до 100% эффективного входного диапазона, резисторная поддержка полумостов и четверть-мостов, применяется метод эмуляции с целью проверки шунтирования.

Встроенные датчики — трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп. Акселерометры Slice и Slice nano рассчитаны на диапазон ускорений 20–2000 g, гироскопы Gyro SLICE и Slice nano — на диапазоны угловых скоростей 300–50 000 °/c.

Доступны опции беспроводной коммуникации на частоте 2,4 ГГц 802.15.4/ZigBee, с 8 Гбайт флэш-памяти и возможностью записи аналоговых данных со скоростью 300 000 сэмплов с канала.

Метод возбуждения представляет собой одноканальный источник с ограниченным 20 мА током. Доступные уровни напряжения: 2,5; 3,0 и 5,0 В.

Устройства Slice и Slice nano предполагают контроль режимов On/Off: выключение при отсутствии записи и дополнительное импульсное возбуждение для низких скоростей сэмплинга.

Доступно специальное программное обеспечение с Windows-интерфейсом (Windows NT, 2000, XP, Vista), которое позволяет полностью конфигурировать скорость сэмплов, время записи, усиление, смещение, триггерное переключение, антиступенчатую фильтрацию. Антиступенчатый фильтр представляет собой регулируемый ФНЧ 5-го порядка, управляемый ПО, его частотная полоса 1 Гц – 40 кГц.

Согласно заявлениям компании, системное срабатывание перекрывает требования стандарта SAE J211.

В ПО включена база данных датчиков и опции тестовой настройки. Расширены возможности графического интерфейса, опции экспорта (ISO, Excel).

Рабочая температура — –40…70 °C.

Архитектура Slice сконструирована с расчетом на большое число применений:

  • автомобильные (поездка и управление, измерение звука, формы головы пешехода или ноги, крэш-тестирование);
  • аэрокосмические (тесты полетов, запись вибрации, механического напряжения, давления, ускорение воздушной волны, травм, тестирование парашютов);
  • контроль военных и спортивных шлемов, логгеры микроданных;
  • общего назначения (рекордеры корпусирования, встроенный мониторинг машин).

Для информации, помимо выбранных экспертами «золотых» продуктов 2008 года, текущая линейка продукции компании DTS также включает:

  • основанный на платформе ER (Embedded Recorder) TSR (Transient Shock Recorder) рекордер ускорения, температуры и давления при ударах — ультрамаломощная система, питающаяся до 6 месяцев от литийионной перезаряжаемой батареи;
  • интеллектуальный гироскоп DTS ARS диапазонов до 12 000 °/с в частотной полосе от DC до 10 000 Гц для автомобильных, аэрокосмических и промышленных тестовых применений;
  • 6-осевой датчик DTS 6DOF, включающий 3 линейных акселерометра и 3 гироскопа, рассчитанных на комбинированные измерения высоких ускорений ±20–2000 g и угловых скоростей ±300–50 000 °/с.

Продолжение следует

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке