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軟傳感器技術(shù):機(jī)電一體化的挑戰(zhàn)


  來源: 傳感器專家網(wǎng) 時間:2020-09-15 編輯:儀器儀表WXF
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在某些應(yīng)用場景下,軟傳感器相比物理傳感器有一定的優(yōu)勢。


例子1:輪胎與路面之間作用力的估算

用途:軌跡控制(ESP、ABS……)。

物理傳感器:存在,但價格昂貴(一個測功輪的價格超過10萬歐元)。

軟傳感器:使用其他更容易訪問的測量方法(輪胎變形、速度、振動……)。


例子2:胎壓估算

用途:檢測爆胎、充氣不足……。

物理傳感器:經(jīng)典壓力傳感器(每個輪胎上一個)

軟傳感器:使用輪胎變形測量(充氣)或車輪之間的速度差。


目前,軟傳感器技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力主要是經(jīng)濟(jì)。事實(shí)上,軟傳感器是一個計(jì)算機(jī)程序,因此,無需復(fù)制或制造它。它的成本源于IT開發(fā),是一個一次性的過程。因此,這是一種非常有趣的方式,可以部分取代物理傳感器的利用。


胎壓估算


例子3:防夾系統(tǒng)

如今,越來越多的開啟裝置成為汽車上的機(jī)動裝置:車窗、車頂、滑動側(cè)門、后備箱……為了保證使用者的安全,防夾標(biāo)準(zhǔn)被制定出來,并成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。


工業(yè)家開發(fā)了兩種方法。一是直接檢測,該方法非??煽?,但價格昂貴;二是通過速度測量進(jìn)行間接檢測,目前非常流行,但校準(zhǔn)復(fù)雜,有時反應(yīng) “太遲”。


防夾系統(tǒng)越來越多地被規(guī)范在門窗的電子機(jī)械關(guān)閉系統(tǒng)上。例如,歐洲電動窗的標(biāo)準(zhǔn)要求防夾系統(tǒng)在100到125N之間,即10到12公斤之間。這也是工業(yè)家和汽車制造商不得不應(yīng)對的問題之一。


帶物理傳感器的防夾系統(tǒng):

為了達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn),汽車制造商有時會使用帶有物理傳感器的復(fù)雜系統(tǒng)。在更大的范圍內(nèi),成本是不可忽視的。目前,現(xiàn)有的系統(tǒng)是由橡膠制成的側(cè)面,帶有電容或電阻傳感器(地鐵列車的車門),或者帶有障礙物探測儀。


帶軟傳感器的防夾:

軟傳感器是作為物理傳感器的替代解決方案出現(xiàn)的。其目的是獲得與物理傳感器相同(或更高)的精度,以便迅速確定障礙物的存在,并做出相應(yīng)的反應(yīng)。


一個電動系統(tǒng)(如門)的解決方案可能包括測量關(guān)閉時的速度,并將結(jié)果與 “常規(guī) ”速度(預(yù)期)進(jìn)行比較。如果觀察到實(shí)質(zhì)性的差異,我們可以歸結(jié)為結(jié)論,即在關(guān)閉路徑上有障礙物。然后,系統(tǒng)就會停止并返回。這個速度差與障礙物對門施加的力有關(guān)。返回之前授權(quán)的最大力是由測量的差值決定。

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