具有模擬信號(hào)輸出的單軸加速度計(jì)adxl190及其應(yīng)用

1、具有模擬信號(hào)輸出的單軸加速度計(jì)具有模擬信號(hào)輸出的單軸加速度計(jì)ADXL190ADXL190及其應(yīng)用及其應(yīng)用一、概述一、概述ADXL190型加速度計(jì)是集成在單片集成電路上的完整的加速度測(cè)量系統(tǒng)。它是由多晶硅表面微加工(polysilicionsurfacemicromachined)敏感元件和信號(hào)調(diào)理電路組成。它可以測(cè)量正負(fù)加速度。ADXL190具有如下特點(diǎn)：?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(jì)；?分辨率可達(dá)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(dòng)和沖擊。ADXL190的主要應(yīng)用為：?震動(dòng)和沖擊測(cè)量；?機(jī)械裝置安全性檢測(cè)；?車(chē)輛記錄器；?軍事上用來(lái)防護(hù)、提供安全檢測(cè)。二、工作原理二、工作原理ADXL190是美國(guó)ADI（AnalogDevicesInc）公司推出的低功耗、低成本、功能完善的加速度測(cè)量系統(tǒng)。它將一個(gè)以多晶硅為表面的微電機(jī)傳感器和信號(hào)環(huán)路電路集成在一個(gè)單片電路上，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)環(huán)加

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

4、出廠時(shí)，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(jī)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(hào)的高電平而被觸發(fā)時(shí)，靜電力量加在橫梁上，相當(dāng)于約滿(mǎn)量程加速度輸入的20％，從而在輸出管腳上產(chǎn)生一個(gè)成比例的電壓變化量。只需要一個(gè)退耦電容器就可以實(shí)現(xiàn)自檢任務(wù)。圖3ADXL190對(duì)地球重力場(chǎng)的反應(yīng)3.3.0g0g點(diǎn)偏移量的調(diào)節(jié)方法點(diǎn)偏移量的調(diào)節(jié)方法在有些應(yīng)用中，用戶(hù)可

5、能有不對(duì)稱(chēng)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(dòng)態(tài)范圍。0g標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)是通過(guò)在器件的0g調(diào)節(jié)管腳加上一個(gè)電壓來(lái)實(shí)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(gè)電阻構(gòu)成了一個(gè)比例因子為6的分壓，使得ADXL190的0g點(diǎn)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(shí)，對(duì)于0g點(diǎn)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(duì)于所有器件都是一致的，但是其絕對(duì)值存在

6、30%的公差。0g點(diǎn)調(diào)節(jié)電壓可以通過(guò)多種方式來(lái)設(shè)置，在圖4中使用的是一個(gè)電位計(jì)，另外還可以用一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)或者一個(gè)簡(jiǎn)單的三態(tài)輸出來(lái)設(shè)置。最簡(jiǎn)單的方法是在0g點(diǎn)調(diào)節(jié)管腳和Vs（或地）之間接一個(gè)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