解析8大行業(yè)中智能傳感器是如何運作的

三、AR/VR中的傳感器

虛擬現(xiàn)實中的傳感設(shè)備主要包括兩部分：一部分用于人機(jī)交互而穿戴于操作者身上的立體頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等，另一部分是用于正確感知而設(shè)置在現(xiàn)實環(huán)境中的各種視覺、聽覺、觸覺、力覺等。

1、加速計

用來檢測傳感器受到的加速度的大小和方向的，它通過測量組件在某個軸向的受力情況來得到結(jié)果，表現(xiàn)形式為軸向的加速度大小和方向(XYZ)，但用來測量設(shè)備相對于地面的擺放姿勢，則精確度不高，該缺陷可以通過陀螺儀得到補償。

2、陀螺儀

工作原理是通過測量三維坐標(biāo)系內(nèi)陀螺轉(zhuǎn)子的垂直軸與設(shè)備之間的夾角，并計算角速度，通過夾角和角速度來判別物體在三維空間的運動狀態(tài)。它的強(qiáng)項在于測量設(shè)備自身的旋轉(zhuǎn)運動，但不能確定設(shè)備的方位。

3、磁力計

磁力計又剛好可以彌補上面陀螺儀的那個缺陷，它的強(qiáng)項在于定位設(shè)備的方位，可以測量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個方向上的夾角。

4、用于追蹤動作的傳感器

用于追蹤動作的傳感器包括：FOV深度傳感器、攝像頭、陀螺儀、加速計、磁力計和近距離傳感器等。當(dāng)前，每家VR硬件廠商都在使用自己的技術(shù)，索尼使用PlayStation攝像頭作為定位追蹤器，而Vive和Oculus也在使用自己的技術(shù)。

陀螺儀在Oculus Rift DK2中的應(yīng)用中

四、無人機(jī)中的傳感器

1、加速度計

加速度計用于確定位置和無人機(jī)的飛行姿態(tài)。像任天堂Wii控制器或iPhone屏幕位置，這些小的MEMS傳感器在維持飛行控制中起到關(guān)鍵的作用。MEMS加速度傳感器有多種方式感知運動姿態(tài)，一種類型的技術(shù)能夠感知微型集成電路的微小運動。

另一種加速度計的技術(shù)為熱對流技術(shù)，沒有移動部件，而是通過一個“熱氣團(tuán)”的位移來感知的運動變化。這類傳感器靈敏度較高，在穩(wěn)定車載攝像機(jī)、電影制作等應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。

2、慣性測量單元

慣性測量單元結(jié)合GPS是維持方向和飛行路徑的關(guān)鍵。隨著無人機(jī)智能化的發(fā)展，方向和路徑控制是重要的空中交通管理規(guī)則。慣性測量單元采用的多軸磁傳感器，在本質(zhì)上都是精準(zhǔn)度極高的小型指南針，通過感知方向?qū)?shù)據(jù)傳輸至中央處理器，從而指示方向和速度。

3、傾角傳感器

傾角傳感器，集成了陀螺儀和加速度計為飛行控制系統(tǒng)提供保持水平飛行的數(shù)據(jù)。這類傳感器和陀螺儀，結(jié)合加速度計，能夠測量到細(xì)微的運動變化，使得傾角傳感器能夠應(yīng)用于移動程序，如汽車或無人駕駛飛機(jī)的陀螺儀補償。

4、大氣監(jiān)測傳感器

空氣質(zhì)量的好壞，是人們最關(guān)注的一個話題。實時監(jiān)測空氣質(zhì)量好壞，大氣污染程度已經(jīng)成為一個熱點，當(dāng)然大氣監(jiān)測傳感器在其中就起著至關(guān)重要的作用。目前 煒盛科技的大氣監(jiān)測傳感器已被廣泛應(yīng)用于城市大氣環(huán)境監(jiān)測、工廠廠區(qū)無組織排放污染氣體監(jiān)測以及環(huán)境評價監(jiān)測等?？杀O(jiān)測多種氣體，包括：臭氧、一氧化碳、 二氧化硫、二氧化氮等。

5、電流傳感器

無人機(jī)上的電能消耗和使用非常重要，尤其是在電池供電的情況下。電流傳感器可用于監(jiān)測和優(yōu)化電能消耗，確保無人機(jī)內(nèi)部電池充電和電機(jī)故障檢測系統(tǒng)的安全。電流傳感器工作通過測量電流(雙向)，理想的情況下提供電氣隔離，以減少電能損耗和消除電擊損壞用戶系統(tǒng)的機(jī)會。

6、磁傳感器

在無人機(jī)，電子羅盤提供關(guān)鍵性的慣性導(dǎo)航和方向定位系統(tǒng)的信息?；诟飨虍愋源抛?AMR)技術(shù)的傳感器，較其他傳感器相比有明顯的地功耗優(yōu)勢，同時具有高精度、響應(yīng)時間短等特點，非常適用于無人機(jī)的應(yīng)用。

7、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量傳感器

流量傳感器可以用于有效地監(jiān)測電力無人機(jī)燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的微小空氣流速。許多氣體發(fā)動機(jī)質(zhì)量流量傳感器都采用熱式技術(shù)，主要利用加熱的元件和至少一個溫度傳感器來量化質(zhì)量流量。MEMS熱式氣體質(zhì)量流量傳感器也在微計量范圍內(nèi)利用熱原理及其適用于對重量要求較高的領(lǐng)域。

五、智能穿戴中的傳感器

傳感器在可穿戴設(shè)備中起到至關(guān)重要的作用。因為可穿戴設(shè)備最基本的功能就是通過傳感器實現(xiàn)運動傳感。以小米手環(huán)為例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來實現(xiàn)運動和心率監(jiān)測;Apple Watch內(nèi)部除了MEMS加速度計、陀螺儀、MEMS麥克風(fēng)，還有使用脈搏傳感器。

Apple Watch內(nèi)部除了MEMS加速度計、陀螺儀、MEMS麥克風(fēng)，還有使用脈搏傳感器

小米手環(huán)就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來實現(xiàn)運動和心率監(jiān)測

六、智能家居中的傳感器

傳感器是智能家居控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的傳感器被用到智能家居系統(tǒng)中，只有你想不到的，沒有你做不到的，這里就不一一列舉了。

七、智能汽車/自動駕駛中的傳感器

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大領(lǐng)域，智能汽車是車聯(lián)網(wǎng)的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車時代，主動安全技術(shù)成為備受關(guān)注的新興領(lǐng)域，需要改進(jìn)現(xiàn)有的主動安全系統(tǒng)，比如側(cè)翻(rollover)與穩(wěn)定性控制(ESC)，這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態(tài)。語音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風(fēng)將迎來發(fā)展新機(jī)遇。MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域還有很多應(yīng)用，包括安全氣囊(應(yīng)用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側(cè)面氣囊的壓力傳感器)、汽車發(fā)動機(jī)(應(yīng)用于檢測進(jìn)氣量的進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器)等。

傳感器在汽車中的應(yīng)用

自動駕駛技術(shù)的興起，進(jìn)一步推動了MEMS傳感器進(jìn)入汽車。雖然GPS接收器可以計算自身位置和速度，但在GPS信號較差的地方(地下車庫、隧道)和信號受到干擾的時候，汽車的導(dǎo)航會受到影響，這對自動駕駛來說是致命的缺陷。利用MEMS陀螺儀和加速度計獲取速度和位置(角速度和角位置)，車輛任何細(xì)微的動作和傾斜姿態(tài)，都被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過總線，傳遞給行車電腦。即便在最快的車速狀態(tài)下，MEMS的精度和反應(yīng)速度也能夠適應(yīng)。得益于硅體微加工、晶片鍵合等技術(shù)的發(fā)展，精度已經(jīng)上升到0.01。

傳感器在自動駕駛的應(yīng)用

八、智慧工業(yè)時代中的傳感器

智能工廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、及時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以合理的安排生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并優(yōu)化供應(yīng)鏈。傳感器應(yīng)用非常廣泛，工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)都需要傳感器進(jìn)行監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心，以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進(jìn)行及時干預(yù)，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行。業(yè)界普遍認(rèn)為，新一代的智能傳感器是智能工業(yè)的“心臟”，它讓產(chǎn)品生產(chǎn)流程持續(xù)運行，并讓工作人員遠(yuǎn)離生產(chǎn)線和設(shè)備，保證人身安全和健康。

MEMS讓傳感器小型化、智能化，MEMS傳感器將在智慧工業(yè)時代大有可為。MEMS溫度、濕度傳感器可用于環(huán)境條件的檢測，MEMS加速度計可以用來監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的振動和旋轉(zhuǎn)速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業(yè)機(jī)器人的導(dǎo)航和轉(zhuǎn)動提供精確的位置信息。