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高精度、低噪聲、超低功耗!這款傾角測(cè)量解決方案你不得不看

發(fā)布時(shí)間:2020-07-22 來(lái)源:ADI 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】?jī)A角測(cè)量技術(shù)專門用于測(cè)量物體相對(duì)于垂直/水平位置的傾斜度,在實(shí)際應(yīng)用中隨處可見(jiàn)。隨著生產(chǎn)和科學(xué)的不斷發(fā)展,傾角測(cè)量越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)科研、汽車、能源收集利用、醫(yī)療保健、消費(fèi)電子等各領(lǐng)域。MEMS加速度傳感器是測(cè)量物體傾斜角度的常用器件,面對(duì)需求越來(lái)越大的市場(chǎng)需求,如何提高傾角測(cè)量的精度,成為眾多傳感器廠商競(jìng)相研究的重點(diǎn)。
 
高精度、低噪聲、超低功耗!這款傾角測(cè)量解決方案你不得不看
 
目前在電力和通訊桿塔上,已經(jīng)開(kāi)始試裝的傾角傳感器可做為災(zāi)害和安全監(jiān)控的有效手段,ADI的MEMS多軸加速度計(jì)產(chǎn)品可以提供高精度的解決方案并能根據(jù)客戶的需求進(jìn)行算法改進(jìn)設(shè)計(jì)。今天,就為大家?guī)?lái)ADI的《基于MEMS的傾角模塊解決方案》,感興趣的小伙伴不容錯(cuò)過(guò)啦~
 
系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮及主要挑戰(zhàn)
 
? 應(yīng)用需求 
 
●   30°范圍內(nèi)滿足±0.05°精度要求 
●   溫度范圍:-45°C~70°C
●   供電電壓:3.5 V to 5.5 V
●   通信協(xié)議:客戶定制的UART
 
? 目的 
 
●   確信桿塔的施工是垂直于地面的 
●   監(jiān)控塔的傾斜角度并能提供報(bào)警信號(hào)到控制單元 
 
? 各類未對(duì)齊的偏差
 
●   硅基片的軸到軸偏差 
●   芯片在PCB上焊接偏差 
●   PCB安裝偏差 
●   模塊裝配偏差 
 
? 系統(tǒng)校準(zhǔn)可以消除大多數(shù)對(duì)齊錯(cuò)誤 
 
? 用戶對(duì)齊 
 
●   消除安裝誤差 
●   相對(duì)測(cè)量模式
 
ADI的解決方案
 
? 高精度 
 
●   0.001°分辨率:這由系統(tǒng)噪聲決定 
●   ±0.05°模塊精度:這是室溫下的指標(biāo),這取決于系統(tǒng)校準(zhǔn) 夾具,目前是0.05°的精度,有機(jī)會(huì)做得更好 
●   ±60°角度范圍:±30°范圍內(nèi)精度略高 
 
? 低噪聲傳感器 
 
●   ADXL355:25 μg/√Hz,專注于靜態(tài)低噪聲應(yīng)用 
●   ADXL357:80 μg/√Hz,專注于震動(dòng)場(chǎng)景,ADXL357雖然噪聲性 能不及ADXL355但是它的抗震動(dòng)指標(biāo)VRE(Vibration Rectifification  Error)震動(dòng)整流誤差好比ADXL355好
 
? 超低功耗 
 
●   傳感器運(yùn)行功耗:200 μA ADXL355/7
●   處理器運(yùn)行功耗:41 μA/MHz ADuCM4050 X 集成算法 
●   傳感器校準(zhǔn) 
●   濾波算法 
●   用戶對(duì)齊 
●   相關(guān)傾角模式設(shè)定
 
 
系統(tǒng)框圖
 
硬件框圖如下圖所示所示,電路的基本結(jié)構(gòu)由三部分組成:超低功耗處理器、高精度加速度計(jì)以及電源。
 
高精度、低噪聲、超低功耗!這款傾角測(cè)量解決方案你不得不看
 
軟件框圖
 
高精度、低噪聲、超低功耗!這款傾角測(cè)量解決方案你不得不看
 
樣機(jī)圖片
 
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