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ADI MEMS研发进入高产模式,工业物联网是主要应用市场

作者:中国电子商情 单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2017-05-19

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30年前ADI是业界最早投入MEMS传感器研发的公司,到2002年,ADI传感器的累计出货量达到1亿颗,2013年,这一数字就已经上升到10亿。这种先发优势使得ADI在MEMS产品上长期保持着技术领先地位,比如,2007年ADI率先推出了工业IMU(惯性测量单元),2011年又领先业界推出耐温高达175℃的MEMS产品。今年更是ADI在MEMS研发上的高产年,面向工业和医疗等应用,ADI连续推出了一系列颇具特色的产品,而超低噪声、超低功耗以及大量程则是这些产品最突出的特点。

图1  ADI亚太区微机电产品市场与应用经理赵延辉正在介绍ADI惯性传感器的市场关注点

在工业物联网应用中,需要对工业控制中的进程进行精细化判断,此时,要求传感器必须具备超低噪声。ADXL354属于低噪声密度、0g低失调漂移、低功耗、3轴MEMS加速度计,具有可选测量范围。其中,ADXL354B支持±2g和±4g范围,而ADXL354C则支持±2g和±8g范围。20µg/√Hz的超低噪声密度、最大0.15 mg/℃的失调漂移和长期稳定性,使得ADXL354非常适合校准工作量极小和极低功耗的精密应用。

在应用上,ADXL354和ADXL355能以极低的噪声执行高分辨率振动测量,比如结构健康监控(SHM),并通过无线传感器网络实现结构缺陷的早期检测,超低功耗性能还可以延长系统的电池寿命。此外,ADXL354和ADXL355加速度计的倾斜稳定性提供了温度与时间范围内的出色可重复性,是采用惯性测量单元(IMU)和倾角计的无人机中方向与导航系统的理想之选。两款加速度计产品可在所有环境下提供可重复的倾斜测量,在恶劣环境中无需进行大量校准即可实现最小倾斜误差。

模拟输出ADXL356和数字输出ADXL357均为低噪声密度、低0g失调漂移、低功耗、3轴加速度计,只需极少量的校准工作即可实现精密测量。出色的高频低噪声性能,两款产品尤其适用于高分辨率震动测量,用于在状态监控应用中尽早检测出机器故障。此外,两款加速度计还可在高冲击和高振动等恶劣环境下实现精确可靠的倾斜测量,且不会造成传感器饱和。对于重型设备或无人机等机载平台的倾斜测量而言,这一点非常重要。ADI亚太区微机电产品市场与应用经理赵延辉认为,ADXL356和ADXL357 MEMS加速度计是ADI公司高性能传感器技术的最新典范,可为IoT应用提供高质量的数据。

ADXL1001和ADXL1002是ADI在今年4月最新推出的两款专门针对工业条件监测应用而设计的高频率、低噪声MEMS加速度计,完全可以用来替代传统的压电传感器。利用这些MEMS加速度计可实现高分辨率振动测量,为早期发现轴承故障和机器故障的其他常见原因提供必要的信息。此前,高频MEMS加速度计一直无法进入振动分析市场,原因是产品的噪声性能始终不及传统技术,阻碍了其应用,使得MEMS的可靠性、高质量和可重复性得不到发挥。如今,ADXL1001和ADXL1002在高频率范围的噪声性能与现有压电传感器技术不相上下,且价格仅为后者的1/10,故ADI MEMS加速度计是新型条件监测产品的极具吸引力的选择。

ADXL372属于超大量程 MEMS加速度计,具有极低功耗,专为长期监控高价值资产的实际状况而设计,非常适合IoT解决方案应用需求,避免设备在存储、运输或使用过程中由于振动和碰撞给其功能、安全性或可靠性带来不利影响而不知的情况。代表性的资产包括运输和存储容器内的材料、工厂机械和电池供电产品,其长期的静置过程,可能被不小心的严重碰撞而打断。

不同于其它同类传感器,这款超低功耗MEMS传感器搭载了“即时开启”功能,可即刻唤醒以获取完整波形,从而大大减少待机功耗。等待碰撞时只需要不到2微安的低电流,因此运动激活系统中采用此传感器,只需要一小块电池即可运行多年。将ADXL372 MEMS加速度计集成于物联网应用中远程节点设备,可以通过事先准备好的本地处理器来捕捉瞬态事件,并进行分类,经由无线链接发送至云端或其他数据中心。

近些年,体量巨大的消费电子市场吸引了众多企业的目光,传感器的研发基本以缩小产品尺寸为重点。事实上,消费类市场和工业应用对传感器的要求还是有很大的不同,比如智能手机中使用的传感器往往是多种功能的集合,集成度越来越高。而工业应用中,传感器大多是单功能产品,但它们需要极高的稳定性、超大量程、超低功耗,并且能够在极其恶劣的环境下正常工作。赵延辉表示:“ADI公司在MEMS的研发上一直重点关注工业和医疗等领域的应用。本次推出的产品之所以在低噪声和大量程上有突出表现,与ADI特有的传感器市场策略密切相关。ADI的传感器产品很早就进入到工业市场,随着消费电子产品尤其是可穿戴设备的迅速崛起,ADI的传感器在这一市场也获得了广泛应用。正是基于这些市场观察,让我们看到了工业物联网(IIoT)拥有的巨大市场潜力。这也是为什么ADI在短时间内连续推出一系列面向工业应用的MEMS产品的原因。”

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