Sensor Shenzhen火熱進行中,ADI不僅秀出多款創新傳感解決方案,現場也有多位ADI專家帶來了極具洞察力的演講,深入剖析了傳感技術在機器人、工業自動化和低空經濟等熱門領域的最新進展,并對未來的技術演進和行業趨勢進行了專業解讀。
ADI傳感技術與生態鏈全面賦能機器人產業
機器人產業正迎來高速發展期,對環境感知、運動控制和人機交互提出了更高的要求。ADI公司中國區產品市場經理張一峰在展會上全面展示了ADI在機器人領域的傳感技術和解決方案,并分享了對未來機器人發展趨勢的展望。
在機器人應用中,多圈編碼器對于實現精確的角度測量和位置反饋至關重要,特別是在機械臂的關節控制中。對此,張一峰介紹了ADI新型的單芯片多圈和角度位置傳感器ADMT4000,其特點在于斷電后能夠保持位置信息,無需重新校零,簡化了系統設計。此外還有高性能的視覺模塊,結合圖像信號處理器,能夠實現快速、準確的物體識別和環境感知。
對于機器人的運動控制,張一峰分享了ADI能夠提供包括高精度慣性傳感器和力傳感器在內的多種解決方案,他表示精確的力反饋對于實現安全、高效的人機協作至關重要。同時,ADI還關注機器人的電源管理,推出了包括電源管理IC和電池管理系統在內的全套解決方案,以確保機器人能夠長時間穩定運行。在接口方面,ADI提供了包括工業以太網、GMSL高速串行接口等多種選擇,以滿足機器人與外部設備進行高速數據傳輸的需求。
重塑壓力傳感器制造工藝
在工業領域,對生產效率和產品質量的極致追求推動了對高性能傳感器的需求。ADI工業自動化行業市場經理祝臻在演講中重點介紹了壓力傳感器芯片MAX40109,并深入解析了其獨特的技術優勢。
傳統的壓力傳感器在進行信號采集后,通常通過數字運算來消除offset。然而,當offset過大時,經過PGA放大后容易導致信號飽和溢出。針對這一問題,祝臻表示ADI的這款壓力傳感器采用了創新的offset消除方案,該方案在PGA之前,利用一個DAC直接對offset進行補償,從而避免了信號在放大過程中飽和的問題,使得PGA可以采用更高的增益,提升了微弱信號的檢測能力。
祝臻舉例了不同分辨率的ADC在壓力傳感器中的應用,他提到目前一些廠商采用了24位的ADC以追求更高的理論精度,但ADI的新型傳感器選卻擇了16位的SAR ADC的原因。因為在實際應用中,最終的精度還取決于國標的測試結果,ADI采用16位ADC的優勢在于可以實現更高的采樣率,從而減少數據丟失,這對于需要快速響應的應用至關重要。
此外,MAX40109還具備極高的offset容忍度,這大大放寬了下游廠商在生產過程中的合規范圍。在通訊方面,該芯片支持模擬電壓/電流輸出以及I2C數字通訊接口,方便客戶根據不同的應用場景進行選擇。為了保證數據的可靠性,該芯片采用了MTP,具有高可靠性和高擦寫次數(最高可達40次),能夠滿足工業現場的調校和生產需求。
ADI信號鏈技術構建傳感應用的橋梁
ADI中國區工業市場總監蔡振宇深入淺出地闡述了信號鏈在連接物理世界和數字世界中的關鍵作用,并介紹了ADI針對各種傳感器應用場景提供的全面解決方案。
他將ADI的信號鏈解決方案劃分為測量與保護、驅動與控制兩大方向,并逐一解析了信號鏈中各個關鍵環節所需的核心器件,包括傳感器信號調理所需的放大器、多路復用器、模數轉換器、以及將數字信號轉化為模擬信號以驅動執行器的數模轉換器和運算放大器等。
針對不同的傳感器應用場景,蔡振宇進一步細化了ADI的精密信號鏈解決方案。他將應用劃分為精密高帶寬測量、精密窄帶寬測量、中等精度中等帶寬測量以及新興的高壓精密測量和低功耗精密測量等多個類別,并針對每個類別對信號鏈的選型提出了專業的建議。例如,在汽車電子的硬件在環測試中,由于需要模擬實時的汽車工況,對信號鏈的響應速度要求極高,因此需要選擇帶寬更高的放大器和ADC。而在半導體測試設備或電池化成等應用中,對測量精度要求極高,則需要選擇高精度的ADC。
ADI不僅提供全面的信號鏈元器件,更致力于為客戶提供完整的系統級解決方案和設計支持,其中包括LTSpice仿真軟件在內的多種設計工具,并建立了完善的參考設計庫,幫助客戶快速選擇和優化信號鏈方案,加速產品開發過程。對此,蔡振宇表示ADI的愿景是幫助客戶根據其具體的傳感器類型和應用需求,構建最優化的信號鏈,從而實現更高性能、更低功耗和更可靠的系統。
低空經濟的安全基石
隨著低空空域的開放,無人機等飛行器在物流、安防、測繪等領域的應用呈現爆發式增長。ADI亞太區MEMS產品線總監趙延輝在演講中強調,在低空經濟的蓬勃發展中,每一個傳感器都扮演著“隱形英雄”的角色,而高性能慣性傳感器(IMU)更是保障飛行安全的關鍵。
在GNSS(如GPS、北斗)等衛星導航系統易受遮擋或干擾的環境下,尤其是在基礎設施不完善的區域,單機智能成為保障飛行安全的核心。相較于依賴外部信號的導航系統,慣性傳感器依靠自身內部的陀螺儀和加速度計等元件進行姿態、速度和位置的自主感知,其更新速率可達數百甚至數千赫茲,遠高于民用GPS或北斗的更新頻率(通常僅為幾到幾十赫茲)。這種高更新速率對于高速飛行的無人機至關重要,能夠避免因感知延遲而導致的安全隱患。
然而,慣性傳感器存在長期精度漂移的固有缺陷,誤差會隨著時間的累積而增大。因此,IMU的等級直接決定了其精度和成本。更高等級的IMU擁有更低的噪聲和更高的穩定性,能夠提供更精確的導航信息。針對這一問題,趙延輝強調傳感器融合的重要性,即將IMU數據與GNSS、激光雷達、視覺傳感器等其他傳感器的數據進行融合,利用各自的優勢進行互補,從而提高整體的定位和導航精度。但專家同時強調,傳感器融合并非簡單的堆疊,而是需要智能的算法根據不同場景分配權重,并確保原始傳感器數據的質量,才能真正提升系統的可靠性。
此外,在針對無人機應用的特殊需求時,趙延輝分享了一些傳感器選型時需要考慮的關鍵因素,例如對于需要長期在戶外運行的無人機,傳感器的長期穩定性至關重要;在飛行過程中,旋翼產生的強烈震動會對傳感器的性能產生影響,因此抗震動能力也是重要的考量因素;不排除無人機可能需要在各種極端溫度環境下工作,因此傳感器必須具備寬溫工作范圍。同時,趙延輝認為未來低空飛行器將更加注重預見性維護。通過預裝高精度的傳感器,可以實時監測關鍵部件的健康狀態,預測潛在的故障,從而在問題發生前進行干預,極大地提升了飛行的安全性。
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原文標題:機器人、工業自動化與低空經濟,ADI專家洞見Sensor Shenzhen 2025!
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