如何選擇合適的應用傳感器
發(fā)布時間：2018/11/13
加速度計能夠測量加速度、傾斜、振動或沖擊，因此適用于從可穿戴健身裝置到工業(yè)平臺穩(wěn)定系統(tǒng)的廣泛應用。市場上有成百上千的加速度計器件可供選擇，其成本和性能各不相同。最新MEMS電容式加速度計應用于傳統(tǒng)上由壓電加速度計和其他傳感器主導的應用領域。新一代MEMS加速度計可為CBM、結構健康監(jiān)控(SHM)、資產(chǎn)健康監(jiān)控(AHM)、生命體征監(jiān)測(VSM)和物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡等應用提供解決方案。然而，在有如此多加速度計和如此多應用的情況下，選擇合適的加速度計并非易事。
尚無行業(yè)標準界定加速度計屬于何種類別。加速度計的一般分類及相應的應用如表1所示。所示的帶寬和g值范圍是加速度計用在所列終端應用中的典型值。
表1.加速度計等級和典型應用領域
圖1顯示了各種MEMS加速度計的快照，并依據(jù)特定應用的主要性能指標和智能/集成水平將各傳感器歸類。
圖1.ADI公司精選MEMS加速度計的應用版圖
傾斜檢測主要標準：偏置穩(wěn)定度、失調(diào)溫漂、低噪聲、可重復性、振動校正、跨軸靈敏度。對MEMS電容式加速度計而言，精確的傾斜檢測是一種要求頗高的應用，尤其是在有振動的情況下。在動態(tài)環(huán)境中利用MEMS電容式加速度計實現(xiàn)0.1°的傾斜精度非常困難——1°較易實現(xiàn)。為使加速度計有效測量傾斜度，必須對傳感器性能和終端應用環(huán)境有很好的了解。相比于動態(tài)環(huán)境，靜態(tài)環(huán)境對傾斜測量更加有利，因為振動或沖擊可能會破壞傾斜數(shù)據(jù)，引起嚴重測量誤差。傾斜測量的最重要特性有溫度系數(shù)失調(diào)、遲滯、低噪聲、短期/長期穩(wěn)定性、可重復性和良好的振動校正。
0g偏置精度、焊接引起的0g偏置漂移、PCB外殼對準引起的0g偏置漂移、0g偏置溫度系數(shù)、靈敏準確度和溫度系數(shù)、非線性度以及跨軸靈敏度等誤差，是可以觀測到的，并且可以通過裝配后校準流程加以降低。遲滯、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，以及溫度隨時間變化引起的PCB彎曲和扭轉(zhuǎn)等等，這些誤差項無法通過校準或其他方法解決，需要通過一定程度的原位維修才能減少。
ADI公司的加速度計可分為MEMS(ADXLxxx)和iSensor?(ADIS16xxx)特殊用途器件兩類。iSensor或智能傳感器是高集成度（4到10個自由度）且可編程器件，適用于動態(tài)環(huán)境下的復雜應用。這些高集成度即插即用解決方案包括全面的工廠校準、嵌入式補償和信號處理，解決了上述需要原位維修的很多誤差，大大降低了設計和驗證負擔。這種全面的工廠校準為整個傳感器信號鏈提供額定溫度范圍（通常是?40°C至+85°C）內(nèi)的靈敏度和偏置特性。因此，每個iSensor器件都有其獨特的補償公式，安裝后可產(chǎn)生精確的測量結果。對于一些系統(tǒng)，工廠校準可免除系統(tǒng)級校準，大大簡化操作。
iSensor器件專門針對某些應用而開發(fā)。例如，圖2所示的 ADIS16210 專門針對傾斜應用而設計并定制，
