圖家訪談 | 動態移動應用下也能快速響應的傾角產品
“當使用智能融合算法結合加速度計和陀螺儀信號時，即使是在移動應用中，也可以得到響應尤其迅速且非常準確的輸出信號。”
MEMS（微機電系統）傳感器可測量加速度等微小變化。這種緊湊型設備現在被廣泛用于眾多設備，包括圖爾克的新型傾角儀。該傾角儀內部還有一個陀螺儀，可以利用融合測量原理實現前所未有的高動態性。圖爾克產品經理Michael Troska在接受采訪時為用戶解釋了傳感器融合的優勢。
Q
工業領域討論傳感器融合主題及其優勢已經有一段時間。圖爾克涉獵該技術有多長時間了？
我們為各種應用提供傾角儀已經很長時間了，這不僅包括工程車輛、挖掘機、起重機、輪式裝載機等車輛，還包括傳統的工業領域，例如造紙和紡織行業中的浮輥控制。許多任務都可以使用常規的傾角儀技術來成功解決，但對于特定應用，采用融合技術的傳感器效果更佳。因此，我們致力于傳感器融合已經有一段時間，并在目前推出了首批帶IO-Link接口并融合了陀螺儀和MEMS加速度計的設備。
Q
常規傾角儀有哪些局限性？
傳統的傾角儀通常使用加速度計，將地球重力作為參考信號。若傳感器傾斜，則測量的加速度會不同，因為它不再垂直，這對于角度計算非常重要。如果現在應用中有干擾加速度，例如由于振動、沖擊或在加速、制動或轉彎過程中，則測量信號會失真。大多數制造商使用濾波器功能來平滑輸出信號以減少干擾。然而，濾波器有一項決定性劣勢：它們會使輸出信號變得非常慢，并導致快速運動可能因為被濾除而無法被傳感器正確檢測到。正因如此，我們開發了融合傳感器。
Q
融合MEMS和陀螺儀信號對用戶有什么好處？
除了MEMS加速度計外，我們還使用陀螺儀來記錄單位為度每秒的角速度。陀螺儀信號的主要優勢在于不受加速度影響。當使用智能融合算法結合加速度計和陀螺儀信號時，即使是在移動應用中，也可以得到響應尤其迅速且非常準確的輸出信號。
Q
這些傳感器是專門為哪些應用而設計的？
我認為主要是移動機械領域。我們來想象下，例如AGV，這種無人駕駛系統一直在移動。如果這種車輛一直做曲線運動，則會一直存在干擾，即干擾加速度。常規傾角儀無法濾除這種干擾加速度，因為它一直存在。因此，我認為這些傳感器最適合的應用領域是需要傳感器快速響應的動態移動應用。
Q
能在移動應用中實現的高動態性由IO-Link支持。因此，對于客戶來說，是不是可以享受到結果更精確、更快速的好處？如是的話，為什么？
我們通常嚴重依賴IO-Link是因為該協議可以傳輸除實際用戶數據以外的其他信息并具有其他優勢。例如，對于我們的傾角儀系列，它們除了角度數據外，還能記錄溫度以及運行時間。并且，除了傳感器信息外，IO-Link還支持讀取應用相關信息。這明顯要多于4-20mA模擬接口可以提供的信息。而由于通過IO-Link進行通信具有非常出色的EMC穩定性，因此用戶可以使用非屏蔽的三芯電纜，從而節省成本。
Q
你們傳感器有一個叫做LED水平儀的特殊功能。它的用途是什么？
水平儀是一種安裝輔助工具。這意味著用戶無需在安裝時先將傳感器與控制器關聯以提供過程值。一旦接通24V電壓，用戶就可以簡單地收到傳感器的直接反饋。當傳感器位于零點位置附近±0.5度范圍時，黃色LED常亮。
Q
圖爾克的這些傳感器已經有進一步的發展了。我們可以期待哪些新成果呢？
我們首次使用MEMES元件是在我們的傾角儀中，我們用它來抑制干擾振動。現在我們也將它們用在我們的新型CMVT振動傳感器上。它們在這種傳感器中所做的事情正好相反⸺準確捕獲和輸出振動信息。CMVT這一名稱指的是“狀態監測、振動和溫度”，因為該傳感器也測量溫度。當用戶通過IO-Link讀取我們傳感器的過程數據，即振動速度時，他們可以輕松確定其機器的潛在危險。若振動隨時間推移而不斷增大，或超出了ISO 10816-3標準規定的限值，則用戶就會知道需要采取行動以避免發生損失。傳感器數據也有助于執行目標維護周期，即既不過早也不過晚，從而節省成本。
除了IO-Link外 ，CMVT還可提供開關量輸出。因此，用戶可以輕松對傳感器進行參數設置，使開關量輸出在超出設置限值時做出響應。然后，用戶可以控制塔燈顯示綠色、黃色或紅色等。所有這些都是完全自主進行的，無需集成任何控制器。我們的圖爾克振動監視器可以簡化傳感器的調試和操作。該工具能夠在任何網頁瀏覽器中可視化實時的振動和溫度數據，并由任何圖爾克IO-Link主站輕松使用，無需任何額外軟件。這使得用戶可以查看一段時間的振動測量信息，并在必要時將輸出導出后進一步分析。
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