【導(dǎo)讀】傾角測量技術(shù)專門用于測量物體相對(duì)于垂直/水平位置的傾斜度，在實(shí)際應(yīng)用中隨處可見。隨著生產(chǎn)和科學(xué)的不斷發(fā)展，傾角測量越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)科研、汽車、能源收集利用、醫(yī)療保健、消費(fèi)電子等各領(lǐng)域。MEMS加速度傳感器是測量物體傾斜角度的常用器件，面對(duì)需求越來越大的市場需求，如何提高傾角測量的精度，成為眾多傳感器廠商競相研究的重點(diǎn)。
目前在電力和通訊桿塔上，已經(jīng)開始試裝的傾角傳感器可做為災(zāi)害和安全監(jiān)控的有效手段，ADI的MEMS多軸加速度計(jì)產(chǎn)品可以提供高精度的解決方案并能根據(jù)客戶的需求進(jìn)行算法改進(jìn)設(shè)計(jì)。今天，就為大家?guī)鞟DI的《基于MEMS的傾角模塊解決方案》，感興趣的小伙伴不容錯(cuò)過啦~
系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮及主要挑戰(zhàn)
? 應(yīng)用需求
● 30°范圍內(nèi)滿足±0.05°精度要求
● 溫度范圍：-45°C~70°C
● 供電電壓：3.5 V to 5.5 V
● 通信協(xié)議：客戶定制的UART
? 目的
● 確信桿塔的施工是垂直于地面的
● 監(jiān)控塔的傾斜角度并能提供報(bào)警信號(hào)到控制單元
? 各類未對(duì)齊的偏差
● 硅基片的軸到軸偏差
● 芯片在PCB上焊接偏差
● PCB安裝偏差
● 模塊裝配偏差
? 系統(tǒng)校準(zhǔn)可以消除大多數(shù)對(duì)齊錯(cuò)誤
? 用戶對(duì)齊
● 消除安裝誤差
● 相對(duì)測量模式
ADI的解決方案
? 高精度
● 0.001°分辨率：這由系統(tǒng)噪聲決定
● ±0.05°模塊精度：這是室溫下的指標(biāo)，這取決于系統(tǒng)校準(zhǔn) 夾具，目前是0.05°的精度，有機(jī)會(huì)做得更好
● ±60°角度范圍：±30°范圍內(nèi)精度略高
? 低噪聲傳感器
● ADXL355：25 μg/√Hz，專注于靜態(tài)低噪聲應(yīng)用
● ADXL357：80 μg/√Hz，專注于震動(dòng)場景，ADXL357雖然噪聲性 能不及ADXL355但是它的抗震動(dòng)指標(biāo)VRE（Vibration Rectifification Error）震動(dòng)整流誤差好比ADXL355好
? 超低功耗
● 傳感器運(yùn)行功耗：200 μA ADXL355/7
● 處理器運(yùn)行功耗：41 μA/MHz ADuCM4050 X 集成算法
● 傳感器校準(zhǔn)
● 濾波算法
● 用戶對(duì)齊
● 相關(guān)傾角模式設(shè)定
系統(tǒng)框圖
硬件框圖如下圖所示所示，電路的基本結(jié)構(gòu)由三部分組成：超低功耗處理器、高精度加速度計(jì)以及電源。
軟件框圖
樣機(jī)圖片
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