ADXL203型双轴加速计

ADXL203 型双轴加速计及其在倾斜度测量中的应用 一、概述 美国模拟器件公司（简称ADI）凭借其独特的iMEMS(集成MEMS)工艺能使传感器单元和信号调理电路集成在一颗芯片上，不仅减小器件尺寸、降低功耗和节省成本，同时提高性能和定制生产能力。ADI 推出的ADXL203 是一种高精度、低功耗及单一的iMEMS 型 IC芯片双轴加速计，具有信号可调的电压输出。输出量为一个与加速度成比例的模拟电压信号，比例系数达到1000mV/g。该加速计既可测量动态加速度，又可以用来实现诸如重力加速度的静态测量，此时可以替代倾斜角传感器进行倾斜测量。 本文在详细介绍了加速计ADXL203 的结构及原理，给出它与ADuC847 组成的倾斜度测量实现电路，并对其进行了分析。该电路具有实现简单、精度高的特点。 二、 性 能特点 ADXL203 典型测量范围在±1.7 g，该加速计既可测量静态的也可测量动态的加速度，可承受3500g 极限加速度。其下拉电流小于700 µA，灵敏度达到1000mV/g。该加速计在–40°C 到125°C 温度范围内，具有±0.3%的温度灵敏性；±25 mg 的零点偏移精度；在小于60 Hz 的带宽下具有解决小于1 mg 的解决方案(0.06°倾斜)以及优于0.1 mg/°C 的稳定性。采用 5× 5× 2 mm 的 LCC 的封装。ADXL203 的管脚封装及引脚功能如图1 和表1 所示。 12438675+X+YVSSTDNCCOMXOUTYOUTDNC 图 1 ADXL203 管脚图 表 1 ADXL203 管脚功能 管脚序号 管脚名称 管脚功能 1 ST 自检电压输入 2 DNC 空白脚 3 COM 公共地 4 DNC 空白脚 5 DNC 空白脚 6 YOUT Y 轴电压输出 7 XOUT X 轴电压输出 8 VS 3V 到 6V 三、 工 作原理 ADXL203 内部电路框图如图2 所示。传感器输出幅值与所测加速度成正比的方波信号，经过信号交流放大，相敏检波、低通滤波，得到与加速度成比例的电压信号。 图 2 ADXL203 内部电路框图 传感器主要是由一个利用表面微机械加工的多晶硅机构和一个差动电容器组成。多晶硅结构由多晶硅弹簧支撑,处于晶片的顶部,并与差动电容的运动的中心极板相连。分别在差动电容的固定的上下极板上加两路幅度相等、相位差为180˚的方波。在加速度的作用下,多晶硅结构会产生偏移,拉动差动电容的中心极板滑动，使两个电容容值不同，便在中心极板产生电压，传感器输出方波。输出方波的幅值与测量的加速度成正比。 三、使用说明 1、电源退藕 一般情况下，为了滤出供电电源产生的噪声，只需在加...