从运动到感知,纳芯微磁<span style='color:red'>传感器</span>为人形机器人赋能
  纳芯微磁传感器技术为人形机器人运动控制提供了关键解决方案,其高精度磁角度编码器可精准检测关节位置和运动轨迹,赋予机器人更灵敏的感知能力和更流畅的运动表现。相关技术突破将推动人形机器人在通用关节和执行器等核心部件上的性能提升,为智能机器人产业发展注入新动能。  随着人形机器人技术的快速发展和市场化进程加速,其应用场景正从工业领域向消费级市场拓展。纳芯微凭借广泛的产品线布局,在这一新兴市场中占据了重要地位,其产品涵盖MCU、传感器(电流、电压、温度、位置)、栅极驱动、缓冲器、电池管理,以及通信、功放、监控和基准等芯片解决方案,能够为机器人系统提供完整的信号链支持。  纳芯微技术市场经理陈旭骅在2025CAIMRS AI+人形机器人研讨会上介绍,从当前主流人形机器人的结构来看,单台设备平均需配备71个磁编码器和90个电流传感器,具体需求拆解如下:  机械臂(自由臂):以七自由度机械臂为例,其7个关节每个关节的减速机前后均需1个编码器,单臂需14个磁角度传感器来实现电机运行及末端位置检测,双臂合计28个。同时需配套14个驱动器和28个电流传感器。  腿部和腰部关节:按四自由度保守计算,各需16个磁编码器;若包含腰部旋转和弯腰动作,则要额外增加4个磁编码器,总计20个。部分高端设计采用六自由度方案,进一步推升了传感器需求。  膝关节:针对爆发力要求高的跑跳动作,定制化膝关节动力电机通常配备4个磁编码器(每膝2个)。  灵巧手:目前国内外方案差异较大,海外有些灵巧手能实现十六、二十二自由度。国内市场比较常见的是6个空心杯为主的结构。拇指关节是一个二自由度结构,需要3个角度编码器(1个/空心杯电机+末端检测);四指关节基本上以4个空心杯电机为主,每指2关节配备2个末端位置检测编码器,总计12个。手腕类似腰部旋转结构,需额外的编码器支持。  电池管理方面:主流200A电池组需配置2个高精度电流传感器。视觉执行机构方案多样,通常需2-4个磁编码器实现精准定位。  纳芯微高精度与高可靠性传感方案  在角度传感领域,编码器技术经历了从电位器到光电、磁角度及电感式编码器的演进。目前,纳芯微聚焦于磁角度编码器和电感式编码器的研发与量产,其中磁角度编码器已广泛应用于工业及消费领域,而电感式编码器则在汽车EPS(电动助力转向系统)、扭矩传感等场景中展现优势。  纳芯微磁角度编码器采用非接触式设计,具备高可靠性、抗震、抗污染等特性,尤其适合动态环境。传统光电编码器对环境洁净度要求高,而人形机器人的跌落、碰撞等动作易导致其失效。相比之下,磁角度编码器不仅适应性强,还可实现17bit分辨率(精度达0.002°),且仅需单芯片+磁铁的简洁方案即可完成高精度检测,大幅降低系统复杂度。  纳芯微的磁编码器主要有三种不同的技术路线,可以覆盖全场景需求。首先是低成本的霍尔式磁编码器方案,适用于空心杯电机等对性价比敏感的场景。第二是AMR磁阻式编码器,具有高灵敏度,分辨率可达21bit,主要用于工控市场和机器人中的伺服电机,以及配合机器人行星减速机的多颗协同控制方案。第三是新兴的电感式编码器方案,适合中空走线或大电流场景(避免磁场干扰),目前已进入小批量阶段,未来将拓展至人形机器人关节等应用。  总之,纳芯微通过多技术路径布局,为不同精度、成本及环境要求的场景提供定制化解决方案,持续推动编码器技术在机器人领域的创新应用。  纳芯微磁编码器安装方式详解  磁编码器的安装方式主要分为在轴安装和离轴安装两大类。在轴安装是指电机轴、磁铁轴心和芯片轴心三轴同心的安装方式,它具有结构简单、精度稳定的特点。而离轴安装则是当前行业研究的热点,特别适用于需要中空结构的减速器应用场景,为人形机器人等新兴领域提供了更为灵活的解决方案。针对这两种安装方式,纳芯微开发了不同的产品系列,以满足多样化需求。  目前纳芯微有三款在轴安装磁编码器产品:MT6835(±0.02°)、MT6826S(±0.1°)和MT6701(±1.0°)。这三款产品的年出货量已达到500-600万片,广泛应用于步进电机和伺服电机领域。其中MT6701主要应用于空心杯电机等对成本敏感的场景;MT6826S和MT6835基于磁阻技术,凭借更高精度被用于伺服电机和行星减速机的多颗协同控制方案。  关于安装技术细节,在轴安装又可分为径向充磁和轴向充磁两种方案。径向充磁方案磁场发散较远,对安装距离要求较低;轴向充磁方案磁力线更为集中,适合1mm以内的精密安装场景,是纳芯微主推的方案。  离轴安装是一种创新方案,针对机器人行业对中空结构的需求,纳芯微提供三种离轴解决方案。一是集成磁头方案(MT6620),优势是集成度高,挑战是对磁铁的磁间距和安装位置要求较高;二是低成本方案(MT6709QC),其特点是通过外接磁传感器解码,通过自校准可将精度提升至±0.1°(匀速自校准)或±0.2°(简洁校准)。  第三种是电感式编码器方案(MT6901),其创新性在于,采用电感技术解决了中空走线干扰问题,能够有效规避EMC等信号干扰。这种双码道游标方案是当前市场主流的绝对值编码器,可广泛应用在机器人关节侧。  为了满足绝对位置的监测需求,纳芯微还推出了两种创新方案——单码道增量控制和M序列方案。单码道增量控制采用单磁环设计,通过中间的回零信号实现位置识别。该方案采用增量控制方式,虽然存在上电时存在噪声问题,但在工业场景中仍有广泛应用。  M序列方案则更为先进,融合光编理论创新而成。其工作原理是通过伪随机序列精确定位外圈对极位置,结合增量控制实现360°绝对角度测量。具体流程为:上电时读取内码道信号确定初始位置,然后通过增量方式进行机械控制,由芯片内部解析获得绝对角度信息。  上述两种方案各有特点:传统方案结构简单但存在噪声;M序列方案精度更高但增加了复杂度。两者均能有效满足绝对位置监测需求,可为不同应用场景提供灵活选择。  为满足不同精度需求,纳芯微开发了多种复合安装方案。其中,基础复合方案采用中间轴向充磁的在轴安装,外圈采用4颗传感器解码,特点是平衡成本与性能。高精度复合方案增加了中间磁铁屏蔽罩,能够有效隔离外部磁场干扰,提升测量精度。  纳芯微还在两个方案基础上开发了两种全中空离轴方案。其外部磁环随外转子旋转,内部磁环连接减速器电机端,采用8颗线性霍尔输出信号至解码芯片。通过增加磁屏蔽设计,其外圈精度可达0.2-0.3°,内圈精度可达0.8-1°。该方案的可靠性已在行业实际应用中得到了验证,完美解决了中空结构下的高精度测量需求。  纳芯微即将推出的MT6901电感式编码器将成为人形机器人关节的核心解决方案。该产品采用创新的三层电感技术,在定子两侧各配置一个转子,通过电磁感应实现双面信号采集,从根本上消除传统方案单侧感应的局限性。  虽然三块PCB的精密平衡存在技术挑战,但这一设计实现了内环套外环的感应方案,能够显著提升测量精度,完美解决中空走线的EMC干扰问题,特别适合需要高可靠性的机器人关节应用,从而推动整个机器人行业的技术升级。  纳芯微将持续拓展智能化边界  纳芯微通过持续技术创新,建立了完整的磁编码器解决方案体系,从传统在轴安装到创新离轴方案,从单一测量到复合安装,为工业自动化、人形机器人等领域提供了多样化的选择。特别是正在开发的MT6901电感式编码器,有望解决行业长期存在的中空走线的干扰难题,推动磁编码器技术进入新的发展阶段。  纳芯微的传感器产品已成功导入多家客户的人形机器人项目,在空心杯电机和通用关节领域实现了批量出货。与此同时,在四足机器人市场也取得了突破,多个项目进入量产阶段。作为国产传感器供应商,纳芯微将持续为机器人行业提供高可靠性解决方案,助力国产人形机器人把握市场机遇,实现技术突破。
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发布时间:2025-05-23 11:36 阅读量:274 继续阅读>>
纳芯微车规级绝压<span style='color:red'>传感器</span>NSPAD1N系列拓展压力传感性能边界
  纳芯微近日发布全新 NSPAD1N 系列超小体积绝压传感器,专为车规及多种压力检测应用场景打造。该系列产品具备高精度、低功耗、快速响应和强承压能力,符合AEC-Q100标准,支持模拟和数字多种输出方式,广泛适用于座椅气囊、座椅按摩、汽车ECU气压检测、通机控制器等车规场景,同时兼容工业控制、智能气表等工业及消费应用。  随着汽车逐步演化为集舒适与智能于一体的“移动第三生活空间”, 座椅作为关键交互部件,正经历从基础支撑向智能舒适系统的转型。座椅气囊和按摩功能也日益成为提升驾乘体验与安全性能的重要配置。  针对这一趋势,NSPAD1N系列采用高精度信号调理芯片,对MEMS芯体输出进行校准和温度补偿,支持10kPa至400kPa压力范围内的模拟输出(0~5V)及数字输出(I2C/SPI),灵活适配多种应用需求。  该系列采用3mm x3mm DFN-8的小型封装,并配备可润湿侧翼设计(wettable flank),满足车规电子小型化布板需求,支持AOI自动焊接检测。其创新的MIS基板方案,有效规避传统LGA-FR4方案在温度循环下的分层风险,显著提升在高低温交变环境下的结构稳定性。  此外,传感器正面采用四小孔进气结构,在确保气流通畅的同时形成物理屏障,有效防止异物侵入芯片腔体,提升环境适应性。  NSPAD1N系列还具备高转换速度、低功耗以及强过载与耐爆压力能力,在复杂工况下依然保持高度稳定与可靠。  产品特性  高精度、低功耗  高度线性,100%温度补偿,无需校准;全寿命精度优于±1%F.S.(-20℃~115℃),工作电流<3mA。  多种输出方式  支持模拟(绝对压力输出)与数字(I2C/SPI)信号,适配性强,便于集成。  量程与输出灵活定制  10kPa~400kPa范围可调,支持定制供电电压和输出方式,覆盖多样应用需求。  小型化封装  3mm x 3mm DFN-8车规封装,外围电路精简,助力小型化设计与系统优化。  车规级可靠性  符合AEC-Q100标准,可承受600kPa过载与800kPa爆破压力,确保在严苛环境下的稳定运行。  依托自主可控的MEMS设计与封装工艺,以及多压力温度点自动化批量标定能力,纳芯微为客户提供稳定高效的交付保障,降低供应链风险。同时支持定制化MEMS晶圆和合封产品开发,灵活应对多元应用场景。
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发布时间:2025-05-23 11:36 阅读量:258 继续阅读>>
意法半导体微型AI<span style='color:red'>传感器</span>集成运动跟踪和高强度冲击测量功能,面向个人电子和物联网应用
  意法半导体(简称ST)日前宣布了一款在一个节省空间的封装内集成运动跟踪传感器和高重力冲击测量传感器的惯性测量单元,装备该测量单元的设备可以非常准确地重构完整事件,提供更多的功能和出色的用户体验。随着新模块上市,市场期待移动设备、可穿戴设备、消费医疗产品以及智能家居、智能工业和智能驾驶设备出现强大的新功能。  新传感器LSM6DSV320X是业界首款在常规尺寸模块(3mm x 2.5mm)内集成AI处理功能并能够连续记录运动和冲击数据的传感器。依托意法半导体在微机电系统(MEMS)设计方面的持续投入,这款创新的双加速度计传感器具有很高的运动跟踪和冲击测量准确度,运动跟踪量程高达16g,冲击量程高达320g。  意法半导体APMS产品部副总裁兼MEMS子产品部总经理Simone Ferri表示:“我们的尖端AI MEMS传感器释放的潜能越来越多,可提升当今市场领先的智能应用的性能和能效。新惯性模块具备独特的双传感器架构,能够让设备和应用实现更智能的交互体验,并为智能手机、可穿戴设备、智能标签、资产监控器、事件数据记录器以及更大规模的基础设施等设备和应用带来更高的灵活性和准确度。”  LSM6DSV320X的上市进一步扩大了意法半导体内置机器学习核心(MLC)的传感器产品家族,嵌入式AI处理器可直接在传感器内处理推理算法,从而降低系统功耗,并提升应用性能。新产品内置的两个加速度计采用意法半导体独有的先进技术,可以同时存在一个模块内,实现优异的测量性能。其中一个加速度计专门用于跟踪运动,具有非常高的分辨率,最大量程为±16g;另一个加速度计可测量高达±320g的冲击力,量化碰撞或高强度冲击事件等剧烈冲击。  意法半导体新推出的AI MEMS传感器体积小,功能多,量程宽,准确度高,让消费电子和物联网产品具有更多的功能,同时保持时尚的外观或可穿戴特质。活动追踪器可以在标称量程内监测训练成绩,还能测量高强度冲击力,确保身体接触性运动的安全,为消费者和职业/半职业运动员创造价值。在消费电子市场上,游戏控制器利用这个传感器可以检测快速运动和冲击,提升用户体验。智能标签可以粘贴在物品上,记录运动、振动和冲击,确保物品安全和完整无损。  意法半导体传感器的宽加速度量程还将为新一代智能消费医疗保健、工业安全等设备的升级进化赋能。个人劳保防护设备就是其中的一种潜在应用,在危险环境中保护工人作业安全,评估坠落或撞击的严重程度。其他用途还包括准确评估建筑物、桥梁等结构健康状况。  该传感器的高集成度简化了产品设计和制造过程,让先进的监视器能够以具有竞争力的价格进入目标市场。设计师可以打造纤薄轻巧的外观设计,方便佩戴或安装到设备上。  产品介绍  LSM6DSV320X传感器在一个2.5mm x 3mm封装内集成叁个微机电系统(MEMS)传感器,其中包括一个±16g的加速度计、一个±320g的加速度计和一个±4000dps的MEMS陀螺仪。这叁个传感器完全同步工作,使模块易于使用,并有助于简化应用开发。  除了高能效处理情境感知任务的MLC机器学习核心外,LSM6DSV320X还集成了有限状态机(FSM),能够在模块内执行运动跟踪功能。数字电路还采用了意法半导体的低功耗传感器融合(SFLP)空间定位技术。  像意法半导体的其他智能MEMS传感器一样,LSM6DSV320X也具有优化功耗的自适应自配置(ASC)功能。在检测到特定运动模式或MLC的信号时,具有ASC功能的传感器可以自动实时调整设置,无需主处理器干预。  为了方便追踪高强度撞击,同时最大限度地改进低重力事件的测量准确度,意法半导体还为开发者提供整合低重力加速度计和高重力加速度计输出数据的Motion XLF专利软件库。通过X-CUBE-MEMS1软件套件,客户工程团队可以在设计中自由使用该软件库。意法半导体还提供免费的图形设计工具,帮助开发者评估、配置和测试LSM6DSV320X传感器和嵌入式AI核心,并将设计项目连接到STM32应用。这些工具包括ST Edge AI Suite的MEMS Studio软件和基于Web的开发环境ST AIoT Craft,该开发环境提供用于开发和配置节点到云端AIoT(人工智能物联网)项目的工具。  LSM6DSV320X现已出现在ST Edge AI Suite的支持设备名单内,并将于2025年底添加到ST AIoT Craft支持的设备名单内。
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发布时间:2025-05-23 11:31 阅读量:184 继续阅读>>
使用村田声学<span style='color:red'>传感器</span>,Xenoma开发“穿衣式心音心电图仪”
  2023年,在村田制作所的共创项目“KUMIHIMO Tech Camp with Murata”上,一款名为“穿衣式心音心电图仪(e-skin ECG)”的智能服装获得了大奖。Xenoma公司总裁兼e-skin事业部负责人网盛一郎先生为我们介绍了Xenoma公司,什么是e-skin ECG?该智能服装的灵感来源?与村田合作并参加KUMIHIMO的经过和收获等话题。  01、什么是“e-skin ECG”?  据Xenoma公司的Co-Founder网盛先生介绍,穿衣式心音心电图仪是一种集心电图仪和心音图仪于一体的服装,一旦穿上这种衣服,就能获取心电和心音双方的数据,就诊后可在家中进行心电图和心音图检查。  由于可以在家中进行检查,因此可以增加检测频率,作为预防心血管疾病的理想检查工具。另外,e-skin ECG可从医院邮寄到患者家中,并在检查后邮寄回医院,从而实现在家24小时心电图检查。  就诊后可在家中进行心电图和心音图检查  02、Xenoma公司做什么产品?  Xenoma公司是东京大学和JST ERATO染谷生物和谐电子项目的衍生公司,成立于2015年11月。基于村田KUMIHIMO共创项目的可伸缩电子技术,Xenoma开发了穿戴舒适、患者可自行穿脱并能采集心电图的智能服装“e-skin ECG”;可方便地实现高精度动作捕捉的“e-skin MEVA”;通过肌肉电刺激提高健身效率的EMS训练服“e-skin EMStyle”等产品并实现了商品化。  Xenoma公司员工不仅包括硬件电子电路工程师、创建智能手机应用程序和构建服务器的软件工程师,还有设计外壳的产品设计师和负责机构设计的机械设计师,并有临床检查技术人员等医疗领域的专业人员参加。  03、为什么参与村田KUMIHIMO项目?  穿衣式心音心电图仪当初并不是为KUMIHIMO而策划的,e-skin ECG原来就是Xenoma公司的一项策划,网盛先生感言道:“我们认为KUMIHIMO中展示的传感器在我们的策划中不可或缺,这就是我们申请参加该项目的原因。而且,我们还非常荣幸地获得了大奖。我们计划用奖金购买设备,推进穿衣式心音心电图仪的开发。我们还觉得这是一个机会,可以让我们在许多方面拓展合作关系。”  04、如何与村田声学传感器“偶遇”?  e-skin ECG项目大范围征集使用了村田硬件的创意,并且Xenoma与村田共同合作实现该创意。网盛先生介绍说,这个策划已经设想了一段时间,因此,要开发的产品的规格和商品化过程的大致印象已经完成,“也就是说,这不是为了参赛而进行的策划,而是经过深思熟虑后自行开发和商品化的策划。我想这就是我们能够获奖的原因。”  那么,是什么机缘和动机促使Xenoma公司参加村田KUMIHIMO项目呢?  Xenoma公司以前就与村田在电子元件领域有信息交流。关于穿衣式心音心电图仪,开始也考虑使用灵敏度高、可进行推压检测的薄型传感器。然而,在2023年10月的CEATEC展会上,Xenoma研发人员有机会与村田的工作人员进行了交流。村田介绍说声学传感器可能更适合并且已成为KUMIHIMO的募集主题,因此,邀请Xenoma加入了KUMIHIMO。  动态ECG是为了对心血管疾病进行检查。心血管疾病主要分为两大类:“心律失常”和“血虚”。一般来说,心律失常通过24小时动态心电图检查进行诊断,而血虚则通过超声心动图进行诊断,两者分别进行诊断。但事实上,如果同时进行这两种检查,疾病的检出率会更高。如果在已经商业化的心电图检查用e-skin ECG上配备可以检测心音的传感器,就有可能同时诊断心律失常和血虚。正是在CEATEC展会上与村田的“偶遇”和交流促使Xenoma公司获得了在穿衣式心音心电图仪中使用声学传感器这种想法。  可测量从身体声音到机械声音的薄型、高灵敏度、低噪声的村田声音传感器  05、与村田合作有哪些收获与感想?  Xenoma公司与许多不同领域、不同文化和不同规模的企业有过合作,或在合作项目中发表过演示。网盛先生介绍说,与村田合作并参与村田的KUMIHIMO共创项目,有两点独特之处。  首先是沟通上的安心感。  Xenoma与村田的合作已有4-5年时间,在此期间,我们一直保持着信息交流,特别是在我们无法获得的传感器的使用方法和功能方面,村田提供的建议非常有用。事实上,很少有这样的企业,我觉得这是因为村田尊重Xenoma公司。而且,从我们建立合作关系之初就担任负责人的人至今仍在参与等方面也让我们在交流中倍感放心。  其次,村田制作所具有开放的企业文化。  这是我初次感到村田在多种多样的技术资产方面拥有开放利用的文化,这令人感到非常有趣。例如,在将提供的传感器连接到Xenoma公司的系统并提取信号时,需要传感器电路的信息。在许多情况下,其他公司并不提供详细的传感器电路规格。在这种情况下,接口部分也由Xenoma公司生产。然而,这样就很难实现理想的功能。在这方面,村田制作所积极为我们提供试制品和技术信息。因此,我们能够了解传感器电路的细节,从而开发出功能更强、更方便的产品。我们认为这对合作非常有吸引力。  我对村田制作所的技术能力并不担心,因为村田公司迄今为止一直与我们进行了非常认真的沟通,所以我不担心他们会像大公司中常有的那样把全部工作都扔给我们负责。由于涉及到开发,所以我们有时会在性能方面要求改进,但我们认为可以在实际可能的范围内共同推进。  网盛先生认为,与村田制作所合作,声学传感器共创项目将向预防医疗发起挑战。
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发布时间:2025-05-22 13:41 阅读量:276 继续阅读>>
太阳诱电气味<span style='color:red'>传感器</span>:致力于模仿人类的嗅觉系统进行研发
  今天为您介绍太阳诱电的气味传感器。  下面概述气味传感器的核心功能与精巧结构。太阳诱电致力于模仿人类的嗅觉系统,研发气味传感器。  由于气味分子是通过吸附在传感器的感应膜上进行检测的,因此开发一种能够吸附多种气味分子的膜是关键所在。检测到的气味分子会通过传感器转换成电信号并进行量化。  QCM型气味传感器量化频率变化。MEMS型气味传感器则量化电阻变化。通过机器学习从量化数据中识别出气味。与人类识别气味的原理相同,传感器通过以上过程识别气味。  因此,如果能够通过传感器识别气味并将其可视化,我们就可以解决各种社会问题。例如工厂内外危险气味的检测、危险物的检测等。  如图,把气味分类和气味质的变化作为横轴,精密评估和实时性作为纵轴。在精密评估中,需要人的感官来评估气味,或对以气味为特征的产品进行质量控制时,将会大大增加人员的工作负荷。通过传感器实时记录气味并使其可视化,不但可以解决上述问题,也可以避免工作人员在危险环境下直接接触危险气味和异臭,这是非常大的一个优势。  太阳诱电目前正在研发两款气味传感器。上方为QCM型传感器,为感官评估和产品质量控制用途进行开发。下方为MEEMS型传感器,为检测潜在的危险和异常气味的用途进行开发。  如您所见,我们意在积极开发其他高灵敏度传感器。在此阐述两种气味传感器的检测机制。首先介绍QCM型气味传感器的检测原理。  在QCM传感器中,电极被牢固地贴合在石英基板上,当对其施加电压时,会激发其以特定的频率振动,随后在电极表面会覆盖一层高灵敏度的薄膜用以捕捉并吸附气味分子。当气味分子被吸附后,传感器的振动频率会发生相应的变化。正如逻辑公式所示,频率变化与吸附质量成正比,通过该频率变化进行气味传感。  为实现气味的精准检测,我们配备了多样化的感应膜与传感器组合。具体而言,我们的QCM系统集成了16种特制感应膜,通过16个独立通道对气味进行高效识别与分析。  16个通道中,不同气味的气味分子在各感应膜上的附着情况各不相同,如图所示,即便使用同一传感器,气味A与气味B的响应结果也是不同的。利用机器学习技术分析不同的响应结果,可以识别出气味的种类。接下来将对MEMS半导体型气味传感器的检测原理进行说明。  在半导体型传感器中,气味分子附着在传感器表面,通过氧化还原反应使电阻值发生变化。其运作机制是根据电阻变化来检测气味。与其他公司销售的传感器相比,本公司生产的传感器对气味更加敏感。检测之后,与QCM传感器一样,MEMS半导体型传感器也是利用机器学习技术来识别气味。下面对气味的显示进行说明。  关于嗅觉显示器,我们正与东京科学大学进行共同研发。使用本公司saw器件技术可使香料雾化。还可以通过改变混合比来使用较少的香料再现更多的香味。  通过再现香味,我们可以体验代入感极强的全新嗅觉环境,游戏、购物、烹饪等。太阳诱电将继续以气味为主题推动技术开发。
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发布时间:2025-05-09 13:06 阅读量:419 继续阅读>>
姿态<span style='color:red'>传感器</span>的工作原理、组成结构和应用
  姿态传感器是一种重要的传感器类型,用于测量物体在空间中的姿态角度,包括旋转、倾斜等参数。它在航空航天、导航、机器人、虚拟现实等领域具有广泛的应用。本文将简要分析姿态传感器的工作原理、组成结构以及其应用场景。  1. 姿态传感器的工作原理  姿态传感器通过测量物体在不同轴向上的加速度、角速度和磁场等参数来确定其姿态角度。常见的姿态传感器包括陀螺仪(Gyroscope)、加速度计(Accelerometer)和磁力计(Magnetometer)。这些传感器共同工作,提供准确的姿态信息。  陀螺仪:测量物体的角速度,即物体围绕各个轴旋转的速度。  加速度计:测量物体在各轴上的加速度,包括静止状态下的重力加速度。  磁力计:测量物体所处位置的磁场方向,用于判断物体的方向。  这些传感器通过数据融合算法将采集到的信息进行处理,从而得出物体的准确姿态角度。  2. 姿态传感器的组成结构  组件  传感器芯片:包括陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器元件。  处理器:负责接收、处理传感器数据,并输出最终的姿态信息。  通信接口:与外部设备或系统进行数据交互,实现信息传输。  结构设计  三轴设计:大多数姿态传感器均采用三轴设计,分别测量物体在X、Y、Z三个轴向上的姿态变化。  封装形式:常见的封装形式包括模块化封装、表面贴装封装等,便于集成到各种设备中。  3. 姿态传感器的应用  航空航天  飞行器控制:用于飞机姿态控制、自动驾驶系统等。  航天器导航:支持卫星定位系统和飞行轨迹跟踪。  机器人技术  机械臂控制:用于精准控制机械臂的姿态和运动。  无人车辆:支持智能导航、障碍避让等功能。  虚拟现实  头盔跟踪:用于虚拟现实眼镜和头盔的姿态跟踪,提供沉浸式体验。  游戏控制:用于游戏手柄、体感设备等的姿态感知。
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发布时间:2025-05-06 14:03 阅读量:237 继续阅读>>
微传科技汽车轮速<span style='color:red'>传感器</span>通过AEC-Q100认证
  近日,微传科技自主研发的轮速传感器VCW1885系列正式通过AEC-Q100认证。这一里程碑标志着微传的磁传感器在汽车电子领域的技术突破迈入新阶段,为新能源汽车制动系统、车身稳定控制等关键场景提供了高可靠性的本土化解决方案。  AEC-Q100认证:车规级芯片的“黄金标准”  AEC-Q100是由国际汽车电子协会制定的集成电路可靠性测试标准,覆盖加速环境应力、寿命仿真、封装完整性等七大测试类别,是汽车芯片进入量产供应链的“入场券”。微传科技的轮速传感器VCW1885系列在极端温度(-40℃至150℃)、电磁干扰及振动等严苛条件下,通过了超过30项EMC测试与三温测试,展现了卓越的稳定性和抗干扰能力。  微传轮速传感器VCW1885  VCW1885基于微传科技自主研发的AMR(各向异性磁阻)技术,相比传统霍尔传感器具备显著优势:  1、磁阻式轮速传感器具有极低的jitter(<0.1%),远低于霍尔式轮速传感器的2~3%,使其在能够精确监测轮速的同时,还具有胎压监测功能。  2、磁阻式轮速传感器能容忍更大的感应气隙Airgap,最大可达5.5mm左右,在剧烈颠簸的路况下也不易丢失信号,具有优秀的鲁棒性。3、磁阻式轮速传感器相对于霍尔式更易于安装,侧面感应时无需弯折。4、AMR磁阻式轮速传感器高精度、高响应以及优异的防震动、高稳定等性能,在自动泊车辅助功能上有更加明显的性能优势,是汽车自动驾驶的制动系统的安全保障。
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发布时间:2025-04-28 13:02 阅读量:274 继续阅读>>
从楼层定位到水下探测:兆易创新MEMS气压<span style='color:red'>传感器</span>的无限可能
  在科技飞速发展的当下,传感器作为获取信息的关键部件,正以前所未有的速度改变着人们的生活与产业格局。MEMS气压传感器,更凭借高精度、低功耗和小尺寸优势,广泛渗透于智能设备、工业制造等诸多领域,市场规模持续扩张。  在正在进行的慕尼黑上海电子展中,兆易创新(N5馆701展位)展示了基于GDY1122防水型高精度气压传感器方案,该方案具备10ATM防水等级,性能卓越,适用于严苛环境下的精准压力测量。兆易创新凭借强大的研发实力,构建了丰富且差异化的MEMS气压传感器产品组合,全面覆盖不同市场需求。公司持续推动技术创新,打造了完善的Sensor技术平台矩阵,并通过实施“3高1低1优”战略,不断突破技术瓶颈,推动行业发展潮流。  气压感知新势力  MEMS气压传感器以其高精度、低功耗和小尺寸的显著优势,深度融入现代生活的各个场景。在室内环境中,MEMS气压传感器便成为楼层定位的隐形标尺,能够捕捉到极其细微的大气压差,在摩天大楼中实现米级的高度识别。在三维定位领域,MEMS气压传感器与GPS、陀螺仪组成传感器矩阵,有效填补了传统定位技术的垂直盲区。在运动健康监测方面,MEMS气压传感器也展现出了独特的应用价值。登山者攀登时,手腕上佩戴的智能设备可利用其功能,悄然化身气压监测仪,提前预判高原反应风险;游泳爱好者佩戴的智能手环,也能借助该传感器构建水下安全警报系统。  日本和美国等国家规定,手机需具备定位人的高度的功能,以应对紧急情况下救援,因此MEMS气压传感器成为手机的标配产品。而且,这一配置正逐渐下沉到更多产品中,甚至包括一些儿童手表中。  在MEMS气压传感器领域,兆易创新公司已经拥有一套清晰且具有前瞻性的产品组合。普通型气压计GDY1121,作为面向手机市场的主力产品,已顺利通过E911测试。在防水型气压计产品方面,兆易创新的产品图谱上也有多款差异化产品。其中,GDY1122已成功在国际知名厂商的产品中实现量产,展现出优异的市场竞争力,该产品具备水下100米深度防水能力。GDY1124则针对中低端穿戴设备市场,支持水下50米防水。两款芯片在核心性能上保持一致,GDY1124的推出,旨在为那些对成本更为敏感、且防水需求较低的客户,提供更具性价比的解决方案。这些产品方案,无论是在高端市场追求极致性能,还是在中低端市场注重成本效益,都能充分满足不同客户、不同应用场景的多样化需求。  从节能先锋到防水强者  兆易创新已经量产的两款产品,充分展示了其在MEMS领域的创新能力。其中,GDY1121以行业卓越的能效表现脱颖而出,其1Hz采样率下功耗仅3.5μA,工作模式典型电流更低至154μA,均低于业内平均水平,可称微型传感器的节能标杆。该产品搭载精准压力捕捉技术,绝对精度达±0.5hPa,相对精度±0.06hPa,RMS噪声低至0.1Pa,结合24bit高精度ADC,可实现亚帕斯卡级数据解析能力,满足严苛环境下的测量需求。  其智能数据管理架构内置576字节大容量FIFO,支持灵活中断功能,并直接输出校准后压力值,省去外部MCU算法处理环节,显著降低系统复杂度与开发周期,打造即插即用的传感解决方案。此外,GDY1121集成高灵敏度温度传感器,已成功应用于三防手机等高可靠性场景,通过48小时稳定性测试(偏差<5.6Pa),验证其全天候稳定性能。  作为GDY1121的加强型,GDY1122支持10ATM防水等级,远领先于同类产品。其封装尺寸为2.7x2.7x1.7mm,绝对压力精度±0.5hPa,相对精度±0.06hPa,ADC精度达24bit。防水等级高达10ATM,能适应严苛环境。  GDY1122的另一卓越之处就在于出色的防水封装工艺。其采用陶瓷封装增加温度稳定性与抗应力能力。在关键的防水胶方面,传统产品在外层多采用透明胶,如果直接被阳光照射,将会引起精度的偏差,GDY1122则进行了技术革新,可在阳光直射下也保持数据的稳定。  推力测试是模拟传感器在安装或使用中受到的机械推力(如按压、挤压),验证微机械结构的抗形变能力的一个经典测试,可模拟可穿戴设备中的气压计需承受的日常压力等场景。GDY1122的该项测试成绩为显示封装强度超3500g规格(实测达4000~5000g),可以满足严苛环境需求。  MEMS传感器所面临的技术瓶颈主要集中在器件对应力和温度的高敏感性等方面。由于产品在实际应用中会受到自身所测压力、环境温度以及外界压力的共同作用,这使得最终测量数据的绝对精度受到较大干扰。为确保产品性能,在研发过程中,兆易创新针对产品的外形封装开展了严谨细致的验证工作,将外界因素对产品的影响降至了最低水平。  打造Sensor技术平台矩阵  兆易创新在传感器领域的目标是深耕传感器、信号链、算法及解决方案,做全生态的重要贡献者。围绕这一目标,兆易创新在Sensor业务领域构建了4个技术平台:分别为电容技术平台、光谱技术平台、MEMS技术平台、算法和解决方案,各平台相辅相成,能为不同行业提供多样化、高性能的传感器产品及解决方案。  1电容技术平台  以自容、互容检测技术为核心,利用高精度ADC和高信噪比AFE、信号链,实现对电容变化的精确测量和信号处理。在手机、PC、平板指纹识别以及大中小各尺寸触控方案中发挥关键作用,通过检测电容变化来识别指纹特征或感知触控操作。  2光谱技术平台  聚焦光电相关技术,涵盖高性能光电pixel设计,能精准感知光信号;光学镜头和微镜头设计,可优化光的传输与聚焦;光谱color filter设计,实现对不同光谱的筛选与处理。结合高精度ADC和高信噪比AFE、信号链,能将光信号高效转换为精准的电信号并进行处理,可用于光电类生理指标检测等场景。  3MEMS技术平台  基于MEMS技术进行传感器开发,并借助先进工艺平台和高精度ADC、高信噪比AFE、信号链,保障传感器的高精度和稳定性。产品广泛应用于楼层高度检测、辅助定位、手机高度位置导航、智能手表/手环运动检测等领域。  4算法和解决方案平台  针对不同传感器和应用场景开发高性能算法,如高性能、小面积指纹算法和心率算法等嵌入式指纹算法。还为各行业提供定制化的应用解决方案,将传感器数据与实际应用需求相结合,提升产品的实用性和功能性,满足多领域的应用需求。  通过“3高1低1优”战略(“3高”指高集成、高精度、高灵敏度;“1低”指低功耗;“1优”指开发优秀性能的算法和行业应用解决方案),兆易创新正在推动MEMS传感器技术创新,即采用微型化集成设计融合多维感知与数据处理,依托精密工艺与智能算法实现复杂环境下的稳定测量和高灵敏度;创新低功耗架构显著降低能耗,支撑移动终端长效监测;构建全链技术生态,通过预置算法、标准化校准与场景化方案加速产品落地。
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发布时间:2025-04-17 16:48 阅读量:326 继续阅读>>
一文读懂量子<span style='color:red'>传感器</span>
  在信息化浪潮奔涌前行的当下,传感器作为信息感知的关键“触角”和”数据之母”,已深深嵌入工业制造、医疗卫生、日常消费、环境监测、航空航天等诸多领域,其性能优劣直接影响各类系统的运行效能与精准程度。历经长期发展,传感器虽成就斐然,但如今在技术创新、应用拓展等多个维度深陷瓶颈,增长态势趋缓,难以契合新兴行业层出不穷的需求以及日益严苛的参数指标提升要求。量子技术恰似一道曙光,为传感器产业开辟出前所未有的发展通途,正引领其迈向技术革新与变革的崭新时代。  量子技术为传感器产业注入新活力  自20世纪80年代以来,感知技术在敏感机理与材料、产业化生产与工艺、技术指标优化与提升、多参数复合与模块化设计,以及数字化、网络化、集成化、微型化、归一化、低成本等方面的技术创新层出不穷,成果风起云涌。历经数十年的技术工艺迭代,全球市场上由声、力、光、气、磁、温湿度、RFID、生物等八大敏感技术形成的各种传感器产品已有3.1万种之多,长期的技术演进使传感器在原理与工艺上趋近成熟,甚至是类型固化,功能与性能差异细微,产品的同质化竞争激烈,可挖掘的潜力越发有限。各大厂商在研发上缺乏突破性创新,难以构筑独特竞争优势,致使整个行业发展动力不足。  随着传感器应用市场拓展至各个行业,特别是新兴产业如自动驾驶、量子通信、精准医疗等强势崛起,对传感器性能提出了更高要求。传统传感器在检测精度、响应速度、抗干扰能力等方面渐显乏力,难以满足新场景需求。而量子技术的出现,特别是在传感器技术领域的应用,为传感器技术创新注入了新的活力,开启敏感机理创新和产业变革的新纪元。  量子传感器具有超高精度、高灵敏度、超快响应速度等特点,其能够突破传统传感器的精度天花板,实现对物理量的极致精确测量,能在极短时间内对变化做出反应,满足高速动态测量需求,在高速运动物体轨迹监测等场景中发挥重要作用。  作为前沿科技的重要代表,量子传感器技术已成为各国竞相角逐的战略高地。发达国家凭借深厚的科研积淀、雄厚的资金实力以及完善的创新生态,早早布局,在技术探索与应用拓展方面取得了诸多开创性成果,在国际竞争中占据领先地位。  美国、日本和欧洲等发达国家和地区在此领域一路领航。美国在量子技术研发上投入巨量资源,众多顶尖科研机构与企业踊跃参与,如加州理工学院、IBM等。在原子钟、量子磁力仪等关键技术上成果丰硕,并已率先在军事、航空航天等高端领域应用。欧洲侧重量子技术联合研发,通过欧盟框架计划力挺多个量子传感器研究项目,在量子通信中的应用方面优势突出。  我国近年来在量子传感器领域发展迅猛,政府高度重视,科研投入持续加大,成绩显著。中国科学院等科研机构在量子传感器基础研究和关键技术攻关方面屡获成果,自主研发的高精度原子钟已达国际先进水准。此外,已有部分企业敏锐布局量子传感器产业,积极推动技术产业化应用。  量子传感器正从实验室走向实际应用  目前,量子传感器正逐步从实验室走向行业实际应用。市场调研机构Allied Market Research数据显示,2024年全球量子传感器市场规模已突破10亿美元,达到11.4亿美元。预计到2026年将达到23.32亿美元,年复合增长率高达17.7%。从区域来看,亚太地区凭借庞大的市场需求和快速的经济发展,预计将成为增长最快的区域,年复合增长率有望达到19.2%。其中,中国作为亚太地区的重要经济体,在政府政策支持和科研投入不断增加的推动下,市场规模预计将在2030年突破100亿美元。  另一家市场研究机构Grand View Research发布的报告指出,在细分市场中,量子磁力仪因其在医疗、地质勘探、国防等领域的广泛应用,预计将占据最大市场份额。同时,量子重力仪和量子陀螺仪等细分市场也将呈现出强劲的增长态势,年复合增长率均超过18%。随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展,量子传感器的种类将不断丰富,未来5~10年内,有望基于新原理、新材料开发出更多类型的量子传感器,以满足不同行业的多样化需求。  研究发现,量子传感器在以下领域可形成成熟度较高的应用场景。  医疗领域。利用高灵敏度,能够探测到生物标志物的微量变化,实现癌症、心血管疾病等的早期诊断,大幅提高疾病治愈率。还可以通过原子磁力仪检测大脑神经元活动产生的微弱磁场,进行脑功能监测,并可绘制高精度脑磁图,助力神经系统疾病的诊断与研究。  通信领域。在量子通信中,可用于检测单光子信号,保障量子密钥分发的安全性,为信息安全传输筑牢防线;对通信设备的电磁参数进行高精度测量,优化设备性能,提升通信质量。  能源领域。在石油勘探过程中,量子重力仪和磁力仪可用于高精度地质结构探测,提高石油勘探的准确性和效率,降低勘探成本。新能源电池性能监测也可通过量子传感器实时监测电池内部的物理和化学变化,优化电池性能,延长电池使用寿命。  智能交通领域。在自动驾驶精准定位过程中,量子惯导传感器不受卫星信号限制,能够为自动驾驶车辆提供高精度、高可靠性的定位信息,保障车辆在复杂环境下安全行驶。车路协同系统可利用量子雷达对交通流量进行实时监测,可实现更精准的交通流量预测和智能交通调度,缓解交通拥堵。  智能农业领域。通过多参数量子传感器快速、准确地检测土壤中的养分含量、酸碱度、环境气象等参数,为精准施肥提供了科学依据,提高了农作物产量和质量。也可通过监测农作物的生理特征和环境参数,实现对农作物生长状态的实时评估,及时发现病虫害和营养缺失等问题,采取相应措施进行干预。  金融安全领域。量子磁性传感器可对货币的物理特性进行高精度检测,快速准确地识别真伪货币,提高金融交易的安全性。也可对金融机构的关键设施进行安全监测,如监测金库的温度、湿度、振动等参数,及时发现异常情况,保障金融资产安全。  多措并举推动我国量子传感器技术研发与产业化应用  随着技术的持续突破和完善,量子传感器有望在更多领域大规模应用,推动各行业智能化升级。未来,量子传感器将朝着小型化、集成化、多功能化方向发展,与人工智能、大数据等新兴技术深度融合,为智能时代发展注入强大动力。为了加快我国量子传感器技术研发与产业化应用,提出以下建议:  一是强化政策扶持与引导。政府应制定专项政策,对研发企业在税收、土地使用等方面给予优惠,鼓励企业加大研发投入。设立专项资金,重点支持关键技术攻关项目,引导社会资本流向量子传感器领域,加速技术成果转化。同时,构建产业发展规划,明确阶段性目标与重点任务,为量子传感器产业发展提供清晰指引。  二是加大科研投入与合作。高校、科研机构与企业需共同发力,加大对基础敏感材料、产品工艺技术,以及行业应用研究的资金投入。鼓励产学研深度合作,搭建联合研发平台,整合各方资源,攻克技术难题。例如,科研机构专注于前沿理论研究,高校负责人才培养与技术储备,企业则将科研成果转化为实际产品,实现优势互补,加速量子传感器技术创新进程。  三是加强人才培养与引进。高校应优化相关学科设置,增设量子传感器相关专业课程,培养具备量子物理、材料科学、电子工程等多学科知识的复合型人才。同时,出台人才引进政策,吸引海外高端人才回国投身量子传感器研发,提升我国人才队伍的整体实力,为技术创新提供智力支持。  四是建立标准与规范体系。行业协会联合科研机构、企业等相关主体,加快制定量子传感器技术标准与行业规范。明确产品性能指标、检测方法、质量控制等方面的标准,确保产品质量的一致性与可靠性,促进市场健康有序发展,提升量子传感器产品和技术在国际市场的竞争力。  五是拓展应用场景与市场。鼓励企业积极开展市场调研,深入挖掘各行业的潜在需求,拓展应用场景。加强与下游企业合作,共同开发定制化解决方案,推动量子传感器在新兴领域的应用,如智能安防、量子计算辅助监测等,培育新的市场增长点,扩大市场规模。  六是推动产业协同发展。构建完善的创新产业链,加强上下游企业之间的协同合作。上游材料供应商与中游器件制造商紧密配合,保障原材料的稳定供应与质量提升;中游制造商与下游应用企业深度沟通,根据市场需求优化产品设计与性能,形成产业链各环节相互促进、协同发展的良好局面,为我国量子传感器产业的蓬勃发展贡献力量。
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发布时间:2025-04-07 09:19 阅读量:342 继续阅读>>
村田农业专用、高精度且长期稳定性良好的CO2<span style='color:red'>传感器</span>实现商品化
  株式会社村田制作所(以下简称“村田”)完成了带外壳和电缆型CO2传感器“IMG-CA0012-12”(以下简称“本产品”)的商品化。本产品主要用于农业温室大棚中,与环境测量设备连接,高精度且稳定地测量CO2浓度。通过与光合作用促使装置联动,有助于改进农作物的品质并提高产量。此外,通过适量、适时地注入CO2,还可提高能源效率。现已在羽咋村田制作所启动量产并供应本产品。  在农业领域,因全球变暖导致产量减少和品质下降,以及农业从业人口减少的影响,要求增加单位面积的作物产量并提高品质。施用CO2推动作物光合作用的技术是解决此类问题的有效手段。进而,近年来随着能源价格的上涨,基于环境数据测量的CO2较高效率应用受到重视。因此,高精度、长期稳定性、不需要校准、不易发生故障的CO2传感器在光合作用推动技术中发挥着重要作用。  本产品配备了村田自主研发的校准曲线算法和2波长(测量用和参考用)NDIR(1)方式的自动校准功能,不需要进行大气校准。基于此实现高精度和长期稳定性,且不需要维护。此外,带外壳和电缆型方便用户使用和设置。  (1)NDIR:Non-Dispersive Infrared(非分散型红外吸收)  规格  将CO2传感器安装在温室大棚中,分别用于1年种植番茄和2年种植玫瑰,并对使用后的CO2浓度特性和温度特性进行了评估。  已确认即使在实际农业环境中长期使用,CO2浓度的误差也较小。       CO2浓度特性       温度特性
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发布时间:2025-03-31 17:12 阅读量:312 继续阅读>>

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