你的位置:首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 正文
溫度變化及振動(dòng)條件下使用加速度計(jì)測(cè)量?jī)A斜
發(fā)布時(shí)間:2021-01-18 來(lái)源:Chris Murphy 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】我的消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)理論上可以測(cè)量小于1°的傾斜。在溫度變化及振動(dòng)條件下是否仍然可以實(shí)現(xiàn)這樣的測(cè)量精度?答案很可能是否定的。關(guān)于明確傾斜精度值的問題總是很難回答,因?yàn)樵贛EMS傳感器性能方面需要考慮許多環(huán)境因素。通常,消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)難以在動(dòng)態(tài)環(huán)境中檢測(cè)小于1°的傾斜。為了表明這一點(diǎn),我們將通用消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)與新一代低噪聲、低漂移和低功耗MEMS加速度計(jì)進(jìn)行比較。這一比較著眼于傾斜應(yīng)用中存在的許多誤差源,以及可以補(bǔ)償或消除哪些誤差。
問題:
我的消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)理論上可以測(cè)量小于1°的傾斜。在溫度變化及振動(dòng)條件下是否仍然可以實(shí)現(xiàn)這樣的測(cè)量精度?
答案:
答案很可能是否定的。關(guān)于明確傾斜精度值的問題總是很難回答,因?yàn)樵贛EMS傳感器性能方面需要考慮許多環(huán)境因素。通常,消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)難以在動(dòng)態(tài)環(huán)境中檢測(cè)小于1°的傾斜。為了表明這一點(diǎn),我們將通用消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)與新一代低噪聲、低漂移和低功耗MEMS加速度計(jì)進(jìn)行比較。這一比較著眼于傾斜應(yīng)用中存在的許多誤差源,以及可以補(bǔ)償或消除哪些誤差。
可以觀察到0g偏置精度、焊接引起的0g偏置漂移、PCB外殼對(duì)準(zhǔn)引起的0 g偏置漂移、0g偏置溫度系數(shù)、靈敏準(zhǔn)確度和溫度系數(shù)、非線性度以及橫軸靈敏度等誤差,并且可以通過(guò)裝配后校準(zhǔn)流程減少這些誤差。滯后、使用壽命期間的0g偏置漂移、使用壽命期間的靈敏度漂移、潮濕引起的0g漂移以及溫度隨時(shí)間變化引起的PCB彎曲和扭轉(zhuǎn)等等,這些誤差項(xiàng)無(wú)法通過(guò)校準(zhǔn)或其他方法解決,需要通過(guò)一定程度的原位維修才能減少。在這一比較中,假設(shè)橫軸靈敏度、非線性度和靈敏度得到補(bǔ)償,因?yàn)橄啾葴囟认禂?shù)失調(diào)漂移和振動(dòng)校正,盡量減少這些誤差所需的工作量要少得多。
表1列出了消費(fèi)級(jí) ADXL345 加速度計(jì)理想性能規(guī)格及相應(yīng)傾斜誤差 的估算值。試圖達(dá)到最佳傾斜精度時(shí),必須采用某種形式的溫度穩(wěn)定或補(bǔ)償。在下面的例子中,假設(shè)恒溫為25°C。無(wú)法完全補(bǔ)償?shù)淖钪饕`差促成因素是溫漂失調(diào)、偏置漂移和噪聲。可以降低帶寬來(lái)降低噪聲,因?yàn)閮A斜應(yīng)用通常需要低于1 kHz的帶寬。
表1. ADXL345誤差源估算值
表2列出了適用于 ADXL355 的同一標(biāo)準(zhǔn)。短期偏置值根據(jù)ADXL355數(shù)據(jù)手冊(cè)中的Allan方差圖估算。25°C時(shí),通用ADXL345的補(bǔ)償傾斜精度為0.1°,工業(yè)級(jí)ADXL355的補(bǔ)償傾斜精度為0.005°。通過(guò)比較ADXL345和ADXL355可以看出,主要的誤差促成因素引起的誤差已顯著降低,比如噪聲引起的誤差從0.05°降低到0.0045°,偏置漂移引起的誤差從0.057°降低到0.00057°。這表明MEMS電容式加速度計(jì)在噪聲、溫度系數(shù)、失調(diào)以及偏置漂移等性能方面的巨大飛躍,在動(dòng)態(tài)條件下能夠提供更高水平的傾斜精度。
表2. ADXL355誤差源估算值
選擇更高等級(jí)的加速度計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)所需性能至關(guān)重要,特別是應(yīng)用需要小于1°的傾斜精度時(shí)。應(yīng)用精度取決于應(yīng)用條件(溫度大幅波動(dòng),振動(dòng))和傳感器選擇(消費(fèi)級(jí)與工業(yè)級(jí)或戰(zhàn)術(shù)級(jí))。在這種情況下,ADXL345將需要大量的補(bǔ)償和校準(zhǔn)工作才能實(shí)現(xiàn)小于1°的傾斜精度,增加整個(gè)系統(tǒng)的工作量和成本。根據(jù)最終環(huán)境和溫度范圍內(nèi)的振動(dòng)大小,根本不可能實(shí)現(xiàn)上述精度。25°C至85°C范圍內(nèi)的溫度系數(shù)失調(diào)漂移為1.375°,已經(jīng)超過(guò)傾斜精度小于1°的要求。
25°C到85°C范圍內(nèi)ADXL355的溫度系數(shù)失調(diào)漂移為:
如表3所示,振動(dòng)校正誤差 (VRE) 是加速度計(jì)暴露于寬帶振動(dòng)時(shí)引入的失調(diào)誤差。當(dāng)加速度計(jì)暴露于振動(dòng)環(huán)境時(shí),相比溫漂和噪聲導(dǎo)致的0 g失調(diào),VRE在傾斜測(cè)量中會(huì)導(dǎo)致明顯誤差。這是不再使用數(shù)據(jù)手冊(cè)的主要原因之一,因?yàn)楹苋菀籽谏w其他主要規(guī)格。
表3. 以傾斜度表示的誤差
12.5grms振動(dòng)導(dǎo)致的1g方位失調(diào)的范圍為±2g。
在具有較高振幅的環(huán)境中,必須使用較高g范圍的加速度計(jì)才能最大限度減少削波導(dǎo)致的失調(diào)。表4列出了ADXL35x系列加速度計(jì)及其相應(yīng)的g范圍和帶寬。
表4. ADXL354/ADXL355/ADXL356/ADXL357的測(cè)量范圍
選擇適用于傾斜應(yīng)用的ADXL35x系列加速度計(jì)將確保高穩(wěn)定性和可重復(fù)性,可以耐受溫度波動(dòng)和寬帶振動(dòng),并且相比較低成本的加速度計(jì),所需的補(bǔ)償和校準(zhǔn)更少。該系列產(chǎn)品采用密封封裝,可以確保最終產(chǎn)品出廠后重復(fù)性與穩(wěn)定性始終符合規(guī)格參數(shù)。ADI公司的新一代加速度計(jì)可在所有環(huán)境下提供可重復(fù)的傾斜測(cè)量,它們?cè)趷毫迎h(huán)境中無(wú)需進(jìn)行大量校準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)最小傾斜誤差。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
- 中微公司成功從美國(guó)國(guó)防部中國(guó)軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書:滿足歐盟無(wú)線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
共模電感
固態(tài)盤
固體繼電器
光傳感器
光電池
光電傳感器
光電二極管
光電開關(guān)
光電模塊
光電耦合器
光電器件
光電顯示
光繼電器
光控可控硅
光敏電阻
光敏器件
光敏三極管
光收發(fā)器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國(guó)防航空
過(guò)流保護(hù)器
過(guò)熱保護(hù)
過(guò)壓保護(hù)
焊接設(shè)備
焊錫焊膏
恒溫振蕩器
恒壓變壓器
恒壓穩(wěn)壓器