爱普生高层建筑振动测试系统,交货期仅4个月

2016-11-030阅读0

  在美国国家仪器日本公司10月26日在东京举办的“NIDays 2016”上,精工爱普生介绍了NI使用152个该公司生产的MEMS惯性传感器构建的大规模振动测量系统的开发经过。该系统曾被用于调查高层建筑在大地震中会受到何种程度损害的实验。

  该实验是2013年实施的。在18层大楼的钢架结构实验体(为实际1/3尺寸)中安装了152个MEMS传感器,利用三维震动破坏实验设施“E-Defense”向实验体施加了与大地震同等的晃动。2014年度和2016年度实施了相同的实验,这些实验均使用了基于相同惯性传感器的振动测量系统(还将实施2016年度的实验)。

  

2013年度实施的振动实验的概要。摘自爱普生的幻灯资料

  承接2013年首次实验使用的测量系统订单时,客户要求爱普生解决多个课题。包括在微妙级别使200多个惯性传感器实现高精度同步(实际上使用了152个传感器)、以500个样本/秒的频率最长测量10分钟、施加3G(G为重力加速度)的振动时不会出现故障,等等。而且,客户还要求爱普生必须严格遵守4个月的交货期。

  

开发振动测量系统时的课题。摘自爱普生的幻灯资料

  使用模块式测量控制系统

  为了达到客户的要求,爱普生决定按照以下构成构建振动测量系统。惯性传感器选择了基于爱普生QMEMS技术的MEMS惯性测量单元“M-G550-PC”。为了将152个这种MEMS传感器连接在一起,使用了NI的模块式测量控制系统“CompactRIO”。

  

爱普生构建的振动系统的概要。摘自爱普生的幻灯资料

  构建系统时在很多方面都下了功夫,比如,为了扩大规模,对系统进行了分层;为了提高速度,使用了内置CompactRIO的FPGA;为了确保抗噪性,使用CAN总线连接MEMS传感器和CompactRIO;为了确保同步,CompactRIO之间使用光纤连接。

  

爱普生构建的系统的要点。摘自爱普生的幻灯资料

  在一个环境里进行三种开发

  爱普生表示,关于采用CompactRIO的原因,除了满足上述硬件要求之外,还因为“能够在开发中使用NI的软件工具LabVIEW”,“可以在LabVIEW这一个环境中进行三种开发,包括在主控制器PC上运行的程序的开发、CompactRIO的设置及编程、内置CompactRIO的FPGA开发。这就是我们能够遵守4个月短交货期的原因”。

  

开发环境。摘自爱普生的幻灯资料

  另外,在NIDays 2016上,凭借该使用MEMS惯性传感器的测量系统,爱普生还获得了NI的“Engineering Impact Award Japan”大奖。(记者:小岛 郁太郎)

  

获得“Engineering Impact Award Japan”大奖。照片由NI日本公司拍摄

  (全文完)