如何利用MEMS慣性感測技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用變革

　　沖擊感測用于手勢識別及更多其它應(yīng)用

　　在許多筆記本電腦中都能看到的磁盤驅(qū)動器保護(hù)裝置是目前眾多沖擊感測應(yīng)用中使用最廣泛的一種。加速計(jì)檢測微小的g力，從而判別出筆記本是放下還是跌落，g力的變化是沖擊事件的發(fā)生前兆，其后果可能就是筆記本撞向地板。在檢測到跌落狀態(tài)后的數(shù)毫秒之內(nèi)，系統(tǒng)指示硬盤讀寫頭歸位。在撞擊期間，讀寫頭的歸位能中止與磁盤的接觸，從而預(yù)防硬盤損壞和避免數(shù)據(jù)損失。

　　手勢識別接口是這種類型慣性感測的一種有大好前景的新應(yīng)用。采用預(yù)先定義的手勢(例如點(diǎn)擊/雙擊或晃動)，用戶可以激活不同功能或調(diào)整工作模式。手勢識別使那些物理按鈕和開關(guān)難以操作的設(shè)備更便于使用。無按鈕設(shè)計(jì)能減少總的系統(tǒng)成本，還能提高終端產(chǎn)品的耐用性，如水下照相機(jī)，如果采用物理按鈕會導(dǎo)致水從按鈕周圍縫隙滲入照相機(jī)機(jī)身。

　　小外形消費(fèi)電子產(chǎn)品只是基于加速計(jì)的手勢識別技術(shù)能大顯身手的一種應(yīng)用領(lǐng)域。由于MEMS加速計(jì)極小的尺寸和低功率，利用MEMS加速計(jì)的點(diǎn)擊接口能夠成為穿戴式和可植入醫(yī)療設(shè)備(如藥物傳輸泵和助聽器)的絕佳選擇。

　　傾斜感測用于高精度應(yīng)用

　　傾斜感測在手勢識別接口應(yīng)用領(lǐng)域也有巨大潛力。例如，在建筑或工業(yè)檢查設(shè)備等應(yīng)用中，也許人們更傾向于單手操作。另一只沒有操作設(shè)備的手可以騰出來控制桶或操作員站立的平臺，或者出于安全考慮抓住繩索。操作員可以簡單旋轉(zhuǎn)探針或設(shè)備來調(diào)整它的設(shè)置。

　　在這種情況下，3軸加速計(jì)可以像感測傾斜度那樣感測出“旋轉(zhuǎn)度”：在存在重力的狀態(tài)下測量傾斜的低速變化、檢測重力矢量的變化，以及確定方向是順時針還是逆時針。傾斜檢測也可以與點(diǎn)擊(沖擊)識別結(jié)合使用，以便操作員能以單手控制設(shè)備的更多功能。

　　設(shè)備的位置補(bǔ)償是傾斜測量的另一重大應(yīng)用領(lǐng)域。以GPS(全球定位系統(tǒng))或移動電話中的電子指南針為例，有一個眾所周知的難題就是當(dāng)指南針的放置沒有與地球表面平行時，會得到錯誤指向。

　　工業(yè)稱是另一個例子。在這種應(yīng)用中，必須計(jì)算一個裝有東西的桶相對地球的傾斜度以便精確得出重量。壓力(例如用于汽車和工業(yè)機(jī)械中)同樣受重力作用的影響，這些傳感器包含偏移變化取決于傳感器安裝位置的膜片。在所有這些情況下，MEMS加速計(jì)執(zhí)行必要的傾斜度感測，以便進(jìn)行誤差補(bǔ)償。

　　旋轉(zhuǎn)感測用于陀螺儀和IMU

　　我們已經(jīng)認(rèn)識到，當(dāng)旋轉(zhuǎn)和其它慣性感測形式結(jié)合使用時，MEMS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用有更多優(yōu)勢。事實(shí)上，這要求使用加速計(jì)和陀螺儀。

　　慣性測量單元包括多軸加速計(jì)和多軸陀螺儀，為了進(jìn)一步增加方向精度還包括多軸磁力計(jì)。IMU還可以額外提供完整的6自由度(6DoF)。這給應(yīng)用帶來極其精密的分辨率，例如醫(yī)療成像設(shè)備、外科儀器、先進(jìn)的彌補(bǔ)術(shù)和工業(yè)車輛的自動引導(dǎo)。除高度精確的操作之外，選擇IMU的另一好處是它的多項(xiàng)功能可由傳感器制造商預(yù)測試和預(yù)校準(zhǔn)。

　　IMU在那些對精度要求也許不是那么明顯的應(yīng)用中也有用武之地。其中一個例子是智能高爾夫球桿，能通過跟蹤和記錄每次揮桿運(yùn)動以便幫助提升該球桿使用者的技術(shù)。在揮桿過程中，球桿內(nèi)的加速計(jì)測量加速度和揮桿平面，同時陀螺儀測量回旋(或打高爾夫球的人的手的旋轉(zhuǎn)度)。高爾夫球桿記錄每次比賽或練習(xí)中收集到的數(shù)據(jù)，用于稍后在PC上進(jìn)行分析。

　　信號處理的新浪潮

　　無論是用戶友好型特性需求、功耗最小化需求，還是為消除物理按鈕和控件、補(bǔ)償重力和位置的需求，或者為實(shí)現(xiàn)更智能的操作，利用5種運(yùn)動感測方法的MEMS慣性感測技術(shù)總是能提供大量的各種選擇。

　　ADI作為創(chuàng)新技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，利用其iMEMS Motion Signal Processing系列技術(shù)為下一波的信號處理應(yīng)用提供了先進(jìn)的加速計(jì)和陀螺儀產(chǎn)品。運(yùn)動感測應(yīng)用的擴(kuò)展將得益于這些IC解決方案所提供的小尺寸、高分辨率、低功耗、高可靠性等性能，以及其上的信號調(diào)理電路和集成功能等特性。