電流傳感器和工業(yè) 4.0：工程師需要知道什么，第一部分

什么是工業(yè)4.0?

工業(yè)4.0是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。

德國(guó)所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem簡(jiǎn)稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。

在當(dāng)前電子系統(tǒng)開發(fā)中的許多熱門話題都是關(guān)于“智能”產(chǎn)品以及監(jiān)督這些解決方案的性能和功能的能力。在競(jìng)爭(zhēng)和消費(fèi)者期望之間，當(dāng)今市場(chǎng)上的產(chǎn)品必須幾乎完美地發(fā)揮其功能，或者盡可能接近通過現(xiàn)代技術(shù)和工藝實(shí)現(xiàn)的功能。在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行時(shí)，電池壽命短、RF 連接不良、熱管理不良以及性能的其他非關(guān)鍵方面也是決定成敗的參數(shù)。

電子市場(chǎng)在各個(gè)層面的爆炸式增長(zhǎng)對(duì)各個(gè)層面的行業(yè)都構(gòu)成了挑戰(zhàn)。從新的半導(dǎo)體材料到人工智能等先進(jìn)的解決方案，新技術(shù)和方法正在創(chuàng)造新的應(yīng)用空間，同時(shí)讓舊的應(yīng)用空間煥發(fā)活力。所有這一切都是由將數(shù)據(jù)技術(shù)集成到電子產(chǎn)品的各個(gè)方面的遷移所驅(qū)動(dòng)的。

所有這一切都在創(chuàng)造一個(gè)需求增長(zhǎng)的破壞性時(shí)期，這給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了額外的壓力，以確保所創(chuàng)建的產(chǎn)品是安全、高效、可靠和具有成本效益的(尤其是最后一個(gè))。這意味著設(shè)計(jì)工程師必須為他們正在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的各個(gè)方面選擇最佳解決方案，尤其是監(jiān)控電路性能所涉及的元素。先進(jìn)的電流感應(yīng)解決方案可以以一種全面且具有成本效益的方式滿足這些需求。

對(duì)于消費(fèi)和醫(yī)療可穿戴設(shè)備、先進(jìn)的個(gè)人電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)，體積越小、功能越強(qiáng)、壽命越長(zhǎng)越好。同樣，工業(yè)和汽車應(yīng)用正在突破界限，以實(shí)現(xiàn)更小、更高效和更少熱挑戰(zhàn)。這只能通過在所有條件下實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

效率和性能

對(duì)于電子系統(tǒng)，區(qū)分效率和最佳性能非常重要。有些人專注于效率，忘記了即使系統(tǒng)非常高效，它也可能不具有成本效益，因?yàn)樗诰哂刑魬?zhàn)性的操作期間無(wú)法根據(jù)需要響應(yīng)應(yīng)用程序。只有通過實(shí)時(shí)監(jiān)控用電量，才能在操作過程中對(duì)兩者都充滿信心。

沒有反饋就沒有精確性，如果沒有讓您的產(chǎn)品以盡可能精確的方式工作，就不可能在今天進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。電流感應(yīng)可以提供嵌入式智能系統(tǒng)以非侵入方式管理自身所需的關(guān)鍵性能信息，因?yàn)樗槐爻蔀槟O(shè)計(jì)中的主要基礎(chǔ)設(shè)施元素。

從無(wú)源系統(tǒng)向具有智能反饋和控制的“智能”解決方案的遷移帶來(lái)了顯著的運(yùn)營(yíng)改進(jìn)。一般而言，電源效率和電機(jī)驅(qū)動(dòng)開環(huán)電流檢測(cè)精度對(duì)改善整個(gè)溫度范圍內(nèi)的操作非常有利。不斷增長(zhǎng)和發(fā)展的工業(yè) 4.0 需求和流程已將目標(biāo)轉(zhuǎn)移到在高達(dá) 85°C 或 105°C 的溫度下提高性能。

在先進(jìn)的太陽(yáng)能逆變器領(lǐng)域，系統(tǒng)在溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更高水平的精度。同樣，需要極寬動(dòng)態(tài)范圍和非常好的準(zhǔn)確度和精度的應(yīng)用將需要更高的溫度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度，并且可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)閉環(huán)電流感應(yīng)系統(tǒng)而不是兩個(gè)開環(huán)電流傳感器來(lái)跟蹤較低和較高的電流。