【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)工程師在開發(fā)重型裝備的過程中通常需要在不同種類的加速度傳感器中做出選擇。例如，在起重機(jī)，拖拉機(jī)，木材切割機(jī)以及建筑工程等重型機(jī)械中，設(shè)計(jì)者需要通過使用加速度傳感器來(lái)測(cè)量設(shè)備工作時(shí)的俯仰和翻滾角。
設(shè)計(jì)工程師在開發(fā)重型裝備的過程中通常需要在不同種類的加速度傳感器中做出選擇。例如，在起重機(jī)，拖拉機(jī)，木材切割機(jī)以及建筑工程等重型機(jī)械中，設(shè)計(jì)者需要通過使用加速度傳感器來(lái)測(cè)量設(shè)備工作時(shí)的俯仰和翻滾角。
在多數(shù)應(yīng)用中，他們通常會(huì)根據(jù)傳感器的主要特性，比如結(jié)構(gòu)，共振頻率、可靠性、穩(wěn)定性、帶寬、功耗以及成本來(lái)作出選擇。
對(duì)于電容式和熱式MEMS傳感器來(lái)說，兩種技術(shù)最大的區(qū)別在于其不同的傳感技術(shù)。
典型的雙軸熱式MEMS加速度傳感器基于單芯片集成技術(shù)。傳感器和控制電路的芯片被集成在一個(gè)氣密性封裝中。傳感器包含一個(gè)通過硅刻蝕生成的空腔以及一組置于空腔中加熱器和溫度測(cè)量單元。
與電容式器件不同，熱式傳感器通過監(jiān)測(cè)封裝腔體內(nèi)的被加熱器團(tuán)的移動(dòng)來(lái)測(cè)量加速度。在沒有加速度的情況下，熱氣團(tuán)會(huì)在加熱器的上方成對(duì)稱分布。在加速度的作用下，熱氣團(tuán)會(huì)沿著加速度的方向移動(dòng)。由于器件不包含可被彎曲或者可位移的結(jié)構(gòu)，因此可以提供非常高的器件可靠性。
電容式MEMS加速度傳感器的部分劣勢(shì)
電容式MEMS加速度傳感器使用可位移的懸臂的結(jié)構(gòu)。對(duì)于用于傾角測(cè)量的低加速度器件，其懸臂結(jié)構(gòu)的固有帶寬通常大于5kHz，諧振頻率在2kHz左右。當(dāng)震動(dòng)的能量過大或者震動(dòng)的頻率接近其懸臂結(jié)構(gòu)諧振頻率，電容式加速度傳感器的輸出信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)失真或者共振。
在大多數(shù)情況下，失真或者共振信號(hào)會(huì)導(dǎo)致巨大的零點(diǎn)漂移（特別是Z軸），使得傳感器無(wú)法在高強(qiáng)度震動(dòng)環(huán)境中正確的還原真實(shí)的信號(hào)。在高強(qiáng)度震動(dòng)環(huán)境中的零點(diǎn)漂移是電容式加速度傳感器的一個(gè)固有的缺點(diǎn)，通常需要額外的技術(shù)將震動(dòng)的影響隔離或者減輕。
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