图家访谈 | 动态移动应用下也能快速响应的倾角产品

“当使用智能融合算法结合加速度计和陀螺仪信号时，即使是在移动应用中，也可以得到响应尤其迅速且非常准确的输出信号。”

MEMS（微机电系统）传感器可测量加速度等微小变化。这种紧凑型设备现在被广泛用于众多设备，包括图尔克的新型倾角仪。该倾角仪内部还有一个陀螺仪，可以利用融合测量原理实现前所未有的高动态性。图尔克产品经理Michael Troska在接受采访时为用户解释了传感器融合的优势。

Q工业领域讨论传感器融合主题及其优势已经有一段时间。图尔克涉猎该技术有多长时间了？

我们为各种应用提供倾角仪已经很长时间了，这不仅包括工程车辆、挖掘机、起重机、轮式装载机等车辆，还包括传统的工业领域，例如造纸和纺织行业中的浮辊控制。许多任务都可以使用常规的倾角仪技术来成功解决，但对于特定应用，采用融合技术的传感器效果更佳。因此，我们致力于传感器融合已经有一段时间，并在目前推出了首批带IO-Link接口并融合了陀螺仪和MEMS加速度计的设备。

Q常规倾角仪有哪些局限性？

传统的倾角仪通常使用加速度计，将地球重力作为参考信号。若传感器倾斜，则测量的加速度会不同，因为它不再垂直，这对于角度计算非常重要。如果现在应用中有干扰加速度，例如由于振动、冲击或在加速、制动或转弯过程中，则测量信号会失真。大多数制造商使用滤波器功能来平滑输出信号以减少干扰。然而，滤波器有一项决定性劣势：它们会使输出信号变得非常慢，并导致快速运动可能因为被滤除而无法被传感器正确检测到。正因如此，我们开发了融合传感器。

Q融合MEMS和陀螺仪信号对用户有什么好处？

除了MEMS加速度计外，我们还使用陀螺仪来记录单位为度每秒的角速度。陀螺仪信号的主要优势在于不受加速度影响。当使用智能融合算法结合加速度计和陀螺仪信号时，即使是在移动应用中，也可以得到响应尤其迅速且非常准确的输出信号。

Q这些传感器是专门为哪些应用而设计的？

我认为主要是移动机械领域。我们来想象下，例如AGV，这种无人驾驶系统一直在移动。如果这种车辆一直做曲线运动，则会一直存在干扰，即干扰加速度。常规倾角仪无法滤除这种干扰加速度，因为它一直存在。因此，我认为这些传感器最适合的应用领域是需要传感器快速响应的动态移动应用。

Q能在移动应用中实现的高动态性由IO-Link支持。因此，对于客户来说，是不是可以享受到结果更精确、更快速的好处？如是的话，为什么？

我们通常严重依赖IO-Link是因为该协议可以传输除实际用户数据以外的其他信息并具有其他优势。例如，对于我们的倾角仪系列，它们除了角度数据外，还能记录温度以及运行时间。并且，除了传感器信息外，IO-Link还支持读取应用相关信息。这明显要多于4-20mA模拟接口可以提供的信息。而由于通过IO-Link进行通信具有非常出色的EMC稳定性，因此用户可以使用非屏蔽的三芯电缆，从而节省成本。

Q你们传感器有一个叫做LED水平仪的特殊功能。它的用途是什么？

水平仪是一种安装辅助工具。这意味着用户无需在安装时先将传感器与控制器关联以提供过程值。一旦接通24V电压，用户就可以简单地收到传感器的直接反馈。当传感器位于零点位置附近±0.5度范围时，黄色LED常亮。

Q图尔克的这些传感器已经有进一步的发展了。我们可以期待哪些新成果呢？

我们首次使用MEMES元件是在我们的倾角仪中，我们用它来抑制干扰振动。现在我们也将它们用在我们的新型CMVT振动传感器上。它们在这种传感器中所做的事情正好相反⸺准确捕获和输出振动信息。CMVT这一名称指的是“状态监测、振动和温度”，因为该传感器也测量温度。当用户通过IO-Link读取我们传感器的过程数据，即振动速度时，他们可以轻松确定其机器的潜在危险。若振动随时间推移而不断增大，或超出了ISO 10816-3标准规定的限值，则用户就会知道需要采取行动以避免发生损失。传感器数据也有助于执行目标维护周期，即既不过早也不过晚，从而节省成本。

除了IO-Link外 ，CMVT还可提供开关量输出。因此，用户可以轻松对传感器进行参数设置，使开关量输出在超出设置限值时做出响应。然后，用户可以控制塔灯显示绿色、黄色或红色等。所有这些都是完全自主进行的，无需集成任何控制器。我们的图尔克振动监视器可以简化传感器的调试和操作。该工具能够在任何网页浏览器中可视化实时的振动和温度数据，并由任何图尔克IO-Link主站轻松使用，无需任何额外软件。这使得用户可以查看一段时间的振动测量信息，并在必要时将输出导出后进一步分析。

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