有許多因素導(dǎo)致加速度計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展。首先是這類設(shè)備的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,特別是在汽車,消費(fèi)品和醫(yī)療電子產(chǎn)品領(lǐng)域,加速度計(jì)可以實(shí)現(xiàn)幫助產(chǎn)品在市場(chǎng)上取得成功的新功能。例如,自動(dòng)碰撞通知(ACN)系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)敏感型游戲控制器和智能手機(jī)以及用于測(cè)量跑步性能的慣性足墊都?xì)w功于新型高度緊湊的加速度計(jì)。
從技術(shù)角度來(lái)看,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的成熟使得越來(lái)越多的MEMS代工廠在越來(lái)越小的封裝中廣泛使用可靠的器件。此外,MEMS設(shè)計(jì)受益于數(shù)字電子設(shè)備的結(jié)合,不僅可以提高其性能,還可以簡(jiǎn)化它們與最終系統(tǒng)的集成。這種設(shè)備的可用性產(chǎn)生了新一代環(huán)保電子系統(tǒng),同時(shí)產(chǎn)生了更好的產(chǎn)品,為工業(yè)應(yīng)用中的傳統(tǒng)功能提供服務(wù)。
單軸加速度計(jì)
加速度計(jì)如今只能測(cè)量一個(gè)軸(x,y或z)的加速度,或同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)或三個(gè)軸的加速度。用于汽車控制應(yīng)用的精密單軸加速度計(jì)的一個(gè)很好的例子是VTI技術(shù)的SCA620-CF8H1A(圖1)。基于該公司的電容式3D-MEMS技術(shù),它旨在用作z軸傳感器,旨在實(shí)現(xiàn)高可靠性,精確性和溫度與時(shí)間的穩(wěn)定性,以精確測(cè)量加速度,傾斜度,運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)。符合AEC Q-100標(biāo)準(zhǔn)的器件測(cè)量范圍為±1.7 g,靈敏度為1.2 V/g,提供比例公制的模擬(0至5 V)輸出(即輸出值取決于值輸入電源電壓),可承受20,000克的沖擊。
圖1:采用11.3 x 10.5 x 5.1 mm 8針?biāo)芰媳砻尜N裝封裝,帶有鷗翼支腿,可安裝拾取和放置機(jī)器,VTI Technolgies的SCA620-CF8H1A可為汽車應(yīng)用提供±1.7 g范圍內(nèi)的精確z軸測(cè)量。 (由VTI Technologies提供)
ADI公司還提供單軸加速度計(jì) - ADXL78高g iMEMS加速度計(jì)(圖2) - 具有比率公制輸出,但具有更寬的測(cè)量范圍。最初設(shè)計(jì)用于前部和側(cè)面碰撞安全氣囊,它還可以在各種其他應(yīng)用中提供完整,經(jīng)濟(jì)的解決方案。該器件具有±35,±50和±50 g范圍,具有自測(cè)功能,可將所有機(jī)械和電氣元件的數(shù)字信號(hào)應(yīng)用于單個(gè)引腳,因此用戶可以驗(yàn)證器件的運(yùn)行情況,以獲得高度可靠的性能以及預(yù)防性維護(hù)。采用5V源輸入(VDD)工作時(shí),±35 g版本的輸出靈敏度通常為55 mV/g。
圖2:提供±35,±50和±50 g型號(hào),ADXL78高g iMEMS加速度計(jì)可提供5×5×2 mm ,8端子陶瓷LCC封裝。 (由Analog Devices提供)
雙軸器件
飛思卡爾半導(dǎo)體最近推出了MMA6331L雙軸(x,y)電容式微機(jī)械加速度計(jì)(圖3),這是一款針對(duì)手持式電池供電的MEMS傳感器電子產(chǎn)品。除了內(nèi)置信號(hào)調(diào)理,1極低通濾波器和溫度補(bǔ)償外,低功耗器件還具有g(shù)-Select功能,可讓用戶選擇兩個(gè)范圍中的任意一個(gè) - ±4 g和±9 g - 通過(guò)向?qū)S胓-Select引腳發(fā)送邏輯0或1,在器件工作期間的任何時(shí)間。
MMA6331L比率公差輸出的典型靈敏度在±4 g范圍內(nèi)為308 mV/g,在±9 g范圍內(nèi)為83.6 mV/g。該器件采用2.2至3.6 V電源供電,正常工作時(shí)典型功耗僅為400μA,而在休眠模式下,電流僅降至3μA,大大減少了電池消耗。
圖3:3 x 5 x 1.0 mm,LGA-14封裝的MMA6331L雙軸加速度計(jì)允許用戶在運(yùn)行中選擇兩個(gè)范圍中的任意一個(gè) - ±4 g和±9 g。 (由飛思卡爾半導(dǎo)體提供)
STMicroelectronics還提供雙軸MEMS加速度計(jì) - LIS244ALH - 具有兩個(gè)用戶可選范圍:±2 g和±6 g。它能夠測(cè)量高頻下的加速度 - 在所有軸上達(dá)到2.0 kHz。與ADXL78一樣,4 x 4 x 1.5 LGA封裝器件具有內(nèi)置自檢功能。
三軸傳感器
三軸傳感器目前受到極大關(guān)注,因?yàn)樗鼈兲峁┧蓄愋偷募铀俣?a target="_blank">信息,從而在單個(gè)封裝中支持極其廣泛的應(yīng)用。作為最早開發(fā)商用MEMS技術(shù)的公司之一,博世Sensortec將其BMA120數(shù)字三軸加速度傳感器(圖4)作為“新一代數(shù)字加速度傳感器”推出.BMA120集成了多種功能,便于將其用于此類運(yùn)動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用中。設(shè)備方向檢測(cè),游戲,HMI和菜單瀏覽器控制等。
圖4:BMA120在LGA封裝中壓縮三軸感應(yīng)功能和數(shù)字接口,尺寸僅為3 x 3 x 0.9 mm。 (由Bosch Sensortec提供)
與前面討論的傳感器不同,BMA120輸出其測(cè)量結(jié)果,可通過(guò)串行數(shù)字接口(SPI或I2C)進(jìn)行控制,從而簡(jiǎn)化了集成,同時(shí)減少了部件數(shù)量。加速度計(jì)具有內(nèi)置自檢功能,提供四種用戶可選范圍 - ±2,±4,±8和±16 g - 靈敏度范圍為16 LSB/g至2 LSB/g,具體取決于量程。該傳感器還允許用戶將設(shè)備設(shè)置為不同的帶寬:50,75,150,250和600 Hz以及1 kHz。該裝置是一種極低功耗的裝置;它采用1.8 V電源供電,工作時(shí)功耗為430μA,睡眠模式下功耗為2μA。對(duì)三軸傳感的需求很高,前面提到的許多供應(yīng)商也提供三軸傳感器來(lái)與博世競(jìng)爭(zhēng)。在這種情況下,明顯的贏家是用戶。
-
傳感器
+關(guān)注
關(guān)注
2550文章
51035瀏覽量
753083 -
mems
+關(guān)注
關(guān)注
129文章
3924瀏覽量
190585 -
控制
+關(guān)注
關(guān)注
4文章
1011瀏覽量
122656
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論