MEMS

如何消除各传感器之间的全部对齐误差?

正在将MEMS惯性测量单元(IMU)用于个人交通工具平台的自平衡制导系统,是否会有一款面向消费者,能消除各传感器之间的全部对齐误差,并且所有核心传感器元件都集成在单个芯片上的IMU?

否,对于这个设计来说,这一般不是一个保险的期望。采用鲁棒的分立传感器和最佳封装并经过优化校准的工业级IMU,其对齐精度要比位于单个芯片上的消费级IMU高得多。

消费级和工业级IMU往往以不同方式规定轴对齐特性。消费级IMU的典型做法是将所有对齐误差集总为一个跨轴灵敏度规格。面向工业的IMU,比如ADIS16490,则使用两个不同规格以便更直接地说明对齐精度:轴到轴对齐误差和轴到封装对齐误差。轴到封装对齐误差描述各轴相对于IMU封装内机械特性的对齐程度。轴到轴对齐误差描述各加速度计和陀螺仪轴的对齐在多大程度上符合理想正交性。正因如此,轴到轴对齐误差也常被称为正交误差。

跨轴灵敏度(CAS)和轴到轴对齐误差(A2A_MAE)有如下数学关系:

CAS = sin(A2A_MAE) A2A_MAE = asin(CAS)

智能家居产品助推MEMS麦克风市场增长

语音助理早已不是新鲜事物,但是近来搭载AI语音助理的智能音箱却成为了国内外科技巨头争相推出的智能家居新品,这无疑将带动语音识别中必不可少的传感器——麦克风市场的增长,不过增长并非包括所有类型的麦克风。MEMS麦克风凭借微型化、一致性好、低功耗等特性更好满足智能音箱、智能耳机、机器人等应用的语音交互需求将受惠最大,但麦克风阵列的应用也将带来技术挑战。

MEMS麦克风市场持续增长 智能音箱促进作用明显

数据显示,2016年MEMS麦克风市场为9.93亿美元,接近10亿美元大关,加上7亿美元的驻极体电容麦克风(ECM)市场,整个麦克风市场规模约为18亿美元。市场研究机构Yole Développement预估,在智能语音助理、车载等应用的加持下,MEMS麦克风出货量未来五年将保持高速增长态势,复合年增长率达11.3%,到2022年时年出货量可望超过80亿颗。ECM麦克风出货量则缓慢萎缩,到2022年时出货量仅30亿颗左右。

 

MEMS最新提供的软件算法库支持

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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MEMS惯性感测技术如何实现应用变革?

尽管MEMS(微机电系统)技术在气囊和汽车压力传感器中的应用已有大约20年,但促使大众认识到惯性传感器作用的是任天堂的 Wii™和Apple® iPhone®手机。然而,在一定程度上,流行的看法是惯性传感器的作用主要体现在最终产品有必要检测加速度和减速度的时候。诚然,从纯科学的角度来看,确实是这样。但是,这种看法忽视了MEMS加速度计和陀螺仪日益增加的诸多用途…… 

通过审视五种运动检测模式——加速度(包括平移运动,如位置和方向)、振动、冲击、倾斜和旋转,各自的可能性,可以超越当今大量MEMS应用的范围,极大地扩大应用选项。

MEMS加速度计和陀螺仪如何通过五类运动检测实现各类最终产品的变革?接下来我们举例来说明~

运动检测

加速度、振动、冲击、倾斜和旋转(旋转除外)实际上都是加速度在不同时间段的不同表现。然而,我们人类无法基于直觉将这些运动感视为加速度/减速度的变化形式。分别考察各个模式有助于预见更多可能性。

加速度(记住,包括平移运动)衡量速度在单位时间内的变化。速度以米/秒(m/s)为单位,包括位移速度和运动方向。因此,加速度的单位是米/平方秒(m/s2)。负值的加速度—想像一下司机踩刹车时汽车减速—被称为减速度。

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从运动五感来看,MEMS惯性感测技术如何实现应用变革

尽管MEMS(微机电系统)技术在气囊和汽车压力传感器中的应用已有大约20年,但促使大众认识到惯性传感器作用的是Nintendo® Wii™和Apple® iPhone®。

然而,在一定程度上,流行的看法是惯性传感器的作用主要体现在最终产品有必要检测加速度和减速度的时候。诚然,从纯科学的角度来看,确实是这样。但是,这种看法忽视了MEMS加速度计和陀螺仪日益增加的诸多用途……

通过审视五种运动检测模式——加速度(包括平移运动,如位置和方向)、振动、冲击、倾斜和旋转,各自的可能性,可以超越当今大量MEMS应用的范围,极大地扩大应用选项。

MEMS加速度计和陀螺仪如何通过五类运动检测实现各类最终产品的变革?接下来我们举例来说明~

运动检测

加速度、振动、冲击、倾斜和旋转(旋转除外)实际上都是加速度在不同时间段的不同表现。然而,我们人类无法基于直觉将这些运动感视为加速度/减速度的变化形式。分别考察各个模式有助于预见更多可能性。

 

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