ADI微型雙軸MEMS傾斜計傳感器簡化工業(yè)測量

1、ADI微型雙軸MEMS傾斜計傳感器簡化工業(yè)測量ADI公司 時間:2008年01月28日 字 體: 大 中 小關(guān)鍵詞:雙軸加速計嵌入式控制器電源電壓工業(yè)應(yīng)用Analog Devices(ADI)公司于近日推出了面向工業(yè)應(yīng)用的ADIS16209雙軸傾斜計和加速計，該器件價格低廉的價格、性能出色、尺寸小巧、易于使用。ADI公司宣稱這一高度集成的器件是目前業(yè)界最精確、使用最方便的傾斜計傳感器。它比市面上其他類似器件的尺寸要小100倍。 ADIS16209具有全補償式直接數(shù)字輸出功能，線性傾角誤差小于0.1。據(jù)ADI所稱，ADIS16209的精度是類似傾斜計傳感器精度的三倍。而且，ADI宣稱它的價格只有

2、同等功能器件價格的十分之一。 ADIS16209的內(nèi)核基于ADI的雙軸ADXL203 MEMS加速計。它的尺寸大小只有9.29.23.9mm，采用基于疊片的LGA(land-grid array)封裝(如圖1所示)。而很多其他類型的傾斜計傳感器使用體積龐大的液體填充式電解傳感器，這種傳感器通常需要特殊的安裝基板。 圖1：ADIS16209以其小巧的尺寸(9.29.23.9mm)、極高的精度(0.1)和低廉的價格，適用于多種工業(yè)應(yīng)用?！半m然有些傾斜計是全校準(zhǔn)式的，但是它們的尺寸太大。也有一些尺寸較小的類似器件，但是這類器件往往需要各種校準(zhǔn)操作。”ADI公司iSensor業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理Bob Sca

3、nnell在談及ADIS16209時說道。 ADIS16209小巧的尺寸使得用戶能夠非常方便的在系統(tǒng)設(shè)計中使用該器件，使用方式大大簡化。ADIS16209具有雙操作模式，可以用作量程為30的雙軸傾斜計(可工作在90以內(nèi))，或者用作量程為180單軸垂直模式。它工作在3.3V的單電源下，典型電流功耗為11mA。該產(chǎn)品能夠承受3500g的震動。 嵌入式控制器 ADIS16209的SPI(serial peripheral interface，串行外圍接口)支持大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。由于采用了嵌入式控制器，該芯片能夠全面補償偏斜、靈敏度、電源電壓、橫軸靈敏度、軸向未對準(zhǔn)、非線性和溫度漂移等因素導(dǎo)致

4、的偏差(如圖2所示)。 圖2：由于采用了嵌入式控制器，ADIS16209能夠全面補償偏斜、靈敏度、電源電壓、橫軸靈敏度、軸向未對準(zhǔn)、非線性和溫度漂移等因素導(dǎo)致的偏差，并且是完全可編程的。與市場上其他一些通常采用模擬加速信號輸出的傾斜計不同的是，用戶在使用ADIS16209時不需要進(jìn)行各種校準(zhǔn)與調(diào)節(jié)操作。ADIS16209可調(diào)的14位數(shù)字傳感器輸出數(shù)據(jù)能夠為用戶提供傾斜計(分辨率在0.025以內(nèi))和加速度(分辨率在0.244mg以內(nèi))的測量結(jié)果。芯片內(nèi)部采用了一種簡潔的寄存器結(jié)構(gòu)處理所有的輸出數(shù)據(jù)和配置功能。 ADIS16209的其他一些產(chǎn)品特征包括，典型低加速計噪聲為1.7mg rms，典型噪

5、聲密度為0.17 mg/vHz rms。偏移誤差額定值在4 LSB(least-significant bits，最低有效位)以內(nèi)，增益誤差在2 LSB以內(nèi)。圖3給出了該器件的傾斜計精度與加速度精度之間的函數(shù)關(guān)系。 ? 圖3：ADIS16209能夠在不損失精度的情況下計算出加速度和傾角。其他特征還包括，典型對準(zhǔn)誤差(X傳感器到Y(jié)傳感器)為0.2，加速度頻帶寬度為50Hz，諧振頻率為5.5KHz。ADIS16209的額定工作溫度范圍為40C 85C。在25條件下，加速度計的輸出在自檢測模式下的范圍從最小706 LSB到最大1973 LSB。 ADI公司iSensor智能傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)線的主管An

6、dy Garner說，“ADIS16209能夠以標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體格式輸出精確而簡潔的角度結(jié)果。這是它有別于電解式傾斜計和集成度較低的MEMS傳感器的獨到之處。” Garner還談到，“ADIS16209的片上動態(tài)補償功能具有兩大重要作用。它使得用戶能夠輕松應(yīng)對系統(tǒng)設(shè)計中途的改動，而不會損失其在上市時間上的優(yōu)勢；它使得終端用戶設(shè)備能夠提供精確的傳感數(shù)據(jù)，在經(jīng)常需要高成本、過程繁瑣的再校準(zhǔn)操作的現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境中都能夠確保出色的耐用性?！?ADIS16209的一項重要功能就是可編程的狀態(tài)監(jiān)控。可配置的操作參數(shù)包括采樣速率、功率管理、數(shù)字濾波、輔助模擬數(shù)字輸出、偏移/零位調(diào)節(jié)，以及傳感器內(nèi)置機(jī)械結(jié)構(gòu)的自檢測功能。 該傾斜計集多種功能于一身，是多種應(yīng)用的理想選擇，包括測量設(shè)備、工廠機(jī)床、衛(wèi)星天線穩(wěn)定系統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)、醫(yī)療與安全系統(tǒng)的運動安全監(jiān)控，以