具有模擬信號輸出的單軸加速度計adxl190及其應(yīng)用_第1頁
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1、具有模擬信號輸出的單軸加速度計具有模擬信號輸出的單軸加速度計ADXL190ADXL190及其應(yīng)用及其應(yīng)用一、概述一、概述ADXL190型加速度計是集成在單片集成電路上的完整的加速度測量系統(tǒng)。它是由多晶硅表面微加工(polysilicionsurfacemicromachined)敏感元件和信號調(diào)理電路組成。它可以測量正負(fù)加速度。ADXL190具有如下特點:?ADXL190是集單軸加速度傳感器于一體的單片集成電路加速度計;?分辨率可達到4

2、0mg;?低功耗(2mA);?帶寬為400Hz;?+5V單電源供電;?可承受2000g的震動和沖擊。ADXL190的主要應(yīng)用為:?震動和沖擊測量;?機械裝置安全性檢測;?車輛記錄器;?軍事上用來防護、提供安全檢測。二、工作原理二、工作原理ADXL190是美國ADI(AnalogDevicesInc)公司推出的低功耗、低成本、功能完善的加速度測量系統(tǒng)。它將一個以多晶硅為表面的微電機傳感器和信號環(huán)路電路集成在一個單片電路上,以實現(xiàn)一個開環(huán)加

3、速度測量機構(gòu)。ADXL190可測量正負(fù)加速度,其最大測量范圍為100g,因而適合震動和沖擊的測量。圖1為ADXL190的功能模塊圖。ADXL190的典型噪聲值為4mg(Hz)12,檢測加速度信號可以低于40mg。它既可以測量動態(tài)加速度(如典型震動和沖擊),又可以測量靜態(tài)加速度(如重力加速度和慣性)。在ADXL190內(nèi)有一個二極Bessel開關(guān)電容濾波器,Bessel濾波器有時也稱為線性相位濾波器,其一階響有最小的過調(diào)量和最平坦群延時,在

4、出廠時,將該濾波器-3dB處的頻率預(yù)設(shè)為400Hz。由于該濾波器結(jié)構(gòu)完整,不再需要外圍元件。該產(chǎn)品內(nèi)置自檢部件使得它具有機械結(jié)構(gòu)和電子電路雙重特性,當(dāng)它的自檢管腳加上數(shù)字信號的高電平而被觸發(fā)時,靜電力量加在橫梁上,相當(dāng)于約滿量程加速度輸入的20%,從而在輸出管腳上產(chǎn)生一個成比例的電壓變化量。只需要一個退耦電容器就可以實現(xiàn)自檢任務(wù)。圖3ADXL190對地球重力場的反應(yīng)3.3.0g0g點偏移量的調(diào)節(jié)方法點偏移量的調(diào)節(jié)方法在有些應(yīng)用中,用戶可

5、能有不對稱輸入或者需要調(diào)節(jié)0g標(biāo)準(zhǔn)輸出量以獲得最大的動態(tài)范圍。0g標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)是通過在器件的0g調(diào)節(jié)管腳加上一個電壓來實現(xiàn)的。如圖4所示。圖4可選0g調(diào)節(jié)電路由圖4可知,ADXL190內(nèi)部5ΚΩ和25ΚΩ兩個電阻構(gòu)成了一個比例因子為6的分壓,使得ADXL190的0g點調(diào)節(jié)管腳與Vs2之間的電壓差減小。以致在輸出端獲得三倍的增益時,對于0g點調(diào)節(jié)端獲得0.5倍的增益,在這里需要注意的是,電阻分壓的比例對于所有器件都是一致的,但是其絕對值存在

6、30%的公差。0g點調(diào)節(jié)電壓可以通過多種方式來設(shè)置,在圖4中使用的是一個電位計,另外還可以用一個脈寬調(diào)制信號或者一個簡單的三態(tài)輸出來設(shè)置。最簡單的方法是在0g點調(diào)節(jié)管腳和Vs(或地)之間接一個電阻,這樣輸出偏移量為:偏壓offest(V)=(7.5Vs)(30R)……………………………(2)式(2)中,R的單位為ΚΩ,并與Vs連接?;蛘邽椋浩珘簅ffest(V)=(–7.5VS)(30R)……………………………(3)式(3)中,R的單位

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