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

虛擬現實(shí)中的傳感設備主要包括兩部分：一部分用于人機交互而穿戴于操作者身上的立體頭盔顯示器、數據手套、數據衣等，另一部分是用于正確感知而設置在現實(shí)環(huán)境中的各種視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等。

1、加速計

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

2、陀螺儀

工作原理是通過(guò)測量三維坐標系內陀螺轉子的垂直軸與設備之間的夾角，并計算角速度，通過(guò)夾角和角速度來(lái)判別物體在三維空間的運動(dòng)狀態(tài)。它的強項在于測量設備自身的旋轉運動(dòng)，但不能確定設備的方位。

3、磁力計

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

4、用于追蹤動(dòng)作的傳感器

用于追蹤動(dòng)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。當前，每家VR硬件廠(chǎng)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中的應用中

四、無(wú)人機中的傳感器

1、加速度計

加速度計用于確定位置和無(wú)人機的飛行姿態(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(dòng)姿態(tài)，一種類(lèi)型的技術(shù)能夠感知微型集成電路的微小運動(dòng)。

另一種加速度計的技術(shù)為熱對流技術(shù)，沒(méi)有移動(dòng)部件，而是通過(guò)一個(gè)“熱氣團”的位移來(lái)感知的運動(dòng)變化。這類(lèi)傳感器靈敏度較高，在穩定車(chē)載攝像機、電影制作等應用起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

2、慣性測量單元

慣性測量單元結合GPS是維持方向和飛行路徑的關(guān)鍵。隨著(zhù)無(wú)人機智能化的發(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)上都是精準度極高的小型指南針，通過(guò)感知方向將數據傳輸至中央處理器，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提供保持水平飛行的數據。這類(lèi)傳感器和陀螺儀，結合加速度計，能夠測量到細微的運動(dòng)變化，使得傾角傳感器能夠應用于移動(dòng)程序，如汽車(chē)或無(wú)人駕駛飛機的陀螺儀補償。

4、大氣監測傳感器

空氣質(zhì)量的好壞，是人們最關(guān)注的一個(gè)話(huà)題。實(shí)時(shí)監測空氣質(zhì)量好壞，大氣污染程度已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)，當然大氣監測傳感器在其中就起著(zhù)至關(guān)重要的作用。目前 煒盛科技的大氣監測傳感器已被廣泛應用于城市大氣環(huán)境監測、工廠(chǎng)廠(chǎng)區無(wú)組織排放污染氣體監測以及環(huán)境評價(jià)監測等?？杀O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(wú)人機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測和優(yōu)化電能消耗，確保無(wú)人機內部電池充電和電機故障檢測系統的安全。電流傳感器工作通過(guò)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(hù)系統的機會(huì )。

6、磁傳感器

在無(wú)人機，電子羅盤(pán)提供關(guān)鍵性的慣性導航和方向定位系統的信息?；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(shí)具有高精度、響應時(shí)間短等特點(diǎn)，非常適用于無(wú)人機的應用。

7、發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣流量傳感器

流量傳感器可以用于有效地監測電力無(wú)人機燃氣發(fā)動(dòng)機的微小空氣流速。許多氣體發(fā)動(dòng)機質(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(gè)溫度傳感器來(lái)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

傳感器在可穿戴設備中起到至關(guān)重要的作用。因為可穿戴設備最基本的功能就是通過(guò)傳感器實(shí)現運動(dòng)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(lái)實(shí)現運動(dòng)和心率監測;Apple Watch內部除了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(lái)實(shí)現運動(dòng)和心率監測

六、智能家居中的傳感器

傳感器是智能家居控制系統實(shí)現控制的基礎，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的傳感器被用到智能家居系統中，只有你想不到的，沒(méi)有你做不到的，這里就不一一列舉了。

七、智能汽車(chē)/自動(dòng)駕駛中的傳感器

車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大領(lǐng)域，智能汽車(chē)是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車(chē)時(shí)代，主動(dòng)安全技術(shù)成為備受關(guān)注的新興領(lǐng)域，需要改進(jìn)現有的主動(dòng)安全系統，比如側翻(rollover)與穩定性控制(ESC)，這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來(lái)感測車(chē)身姿態(tài)。語(yǔ)音將成為人與智能汽車(chē)的重要交互方式，MEMS麥克風(fēng)將迎來(lái)發(fā)展新機遇。MEMS傳感器在汽車(chē)領(lǐng)域還有很多應用，包括安全氣囊(應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(應用于檢測進(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(chē)中的應用

自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，進(jìn)一步推動(dòng)了MEMS傳感器進(jìn)入汽車(chē)。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(chē)庫、隧道)和信號受到干擾的時(shí)候，汽車(chē)的導航會(huì )受到影響，這對自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)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(chē)輛任何細微的動(dòng)作和傾斜姿態(tài)，都被轉化為數字信號，通過(guò)總線(xiàn)，傳遞給行車(chē)電腦。即便在最快的車(chē)速狀態(tài)下，MEMS的精度和反應速度也能夠適應。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(dòng)駕駛的應用

八、智慧工業(yè)時(shí)代中的傳感器

智能工廠(chǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強信息管理和服務(wù)，掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線(xiàn)上人工的干預、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線(xiàn)數據，以合理的安排生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并優(yōu)化供應鏈。傳感器應用非常廣泛，工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節都需要傳感器進(jìn)行監測，并把數據反饋給控制中心，以便對出現異常節點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)干預，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行。業(yè)界普遍認為，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)流程持續運行，并讓工作人員遠離生產(chǎn)線(xiàn)和設備，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(shí)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(lái)監測工業(yè)設備的振動(dòng)和旋轉速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業(yè)機器人的導航和轉動(dòng)提供精確的位置信息。