Sensori di inclinazione dinamici
La soluzione per movimenti rapidi e improvvisi
I sensori di inclinazione compensati in accelerazione sono particolarmente adatti per l’utilizzo su macchine mobili e veicoli in cui movimenti improvvisi, urti e vibrazioni fanno parte delle condizioni operative quotidiane e che allo stesso tempo richiedono tempi di risposta rapidi e un’elevata qualità del segnale. In questi sensori, la cella di misura dell’accelerazione 3D MEMS viene combinata con un giroscopio 3D. L’accelerometro misura indirettamente l’inclinazione (come nei sensori di inclinazione statici), mentre il giroscopio determina la velocità di rotazione. Il risultato è una precisione senza compromessi.
Come già evidenziato nella sezione "Limitazioni dei sensori di inclinazione statici", le accelerazioni esterne rilevate involontariamente influenzano l’accelerometro in modo significativo, ma hanno un impatto molto limitato sulle velocità angolari misurate dal giroscopio. I segnali dei due principi di misurazione vengono combinati grazie a filtri di fusione intelligenti e innovativi, compensando completamente tali influenze e fornendo valori senza ritardi.
Sensori di inclinazione dinamici con "6 gradi di libertà"
I sensori di inclinazione dinamici stabiliscono nuovi standard in merito alla qualità del segnale e al comportamento di risposta. Utilizzano un sensore giroscopico 3D e un sensore di accelerazione 3D.
Un'unità IMU (Inertial Measurement Unit) a 6 assi con intelligenti filtri di fusione dei sensori determina valori di inclinazione esatti. Interferenze come quelle che si presentano ad esempio nelle applicazioni con macchine mobili per via di vibrazioni e urti o causate dal comportamento in accelerazione e frenata, non alterano i valori misurati.
Use Case - Cosa compensa un sensore di inclinazione dinamico?
Compensazione/soppressione delle vibrazioni
- Vibrazioni di processo (taglio, scavo)
- Vibrazioni generali della macchina (motore diesel, gruppo idraulico)
- Curva di riferimento
- JBC (fusione dei sensori)
- Filtro passa-basso
- Valore non filtrato
Compensazione degli urti
- Il veicolo attraversa una buca
- Il veicolo urta un ostacolo (crash)
- Curva di riferimento
- JBC (fusione dei sensori)
- Filtro passa-basso
- Valore non filtrato
Compensazione centrifuga
- Rotazione del braccio di un escavatore
- Il veicolo entra in curva / percorre una curva
- Curva di riferimento
- JBC (fusione dei sensori)
- Filtro passa-basso
- Valore non filtrato
Funzioni aggiuntive dei sensori di inclinazione dinamici
Lo scopo principale dei sensori di inclinazione dinamici è fornire dati stabilizzati (compensati in accelerazione) per gli angoli di inclinazione senza dover configurare parametri specifici del sensore. Tuttavia, per i sensori di inclinazione dinamici è possibile anche visualizzare separatamente, per ognuno dei tre assi, le forze di accelerazione (accelerometro) e la velocità di rotazione (giroscopio).
- Il monitoraggio della forza di accelerazione lungo uno o più assi può essere utilizzato per implementare funzioni aggiuntive o di sicurezza sul lato controller. Il sistema di controllo può fermare la macchina nel momento in cui viene superata una certa soglia di accelerazione.
- Grazie alle informazioni supplementari sulla velocità di rotazione nell’asse Z è possibile, ad esempio, misurare la rotazione orizzontale (angolo di imbardata) della macchina e rilevare la direzione di marcia del rispettivo veicolo.