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SH8K13TB1

发布时间:2017-11-20 16:41:00 访问次数:71 发布企业:

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范例分析

本范例藉由评估一个完全整合型MEMS倾斜感测器,来定义影响准确度和测量时间的参数,进而确认重要的功率与性能关系。以下四个步骤对此过程提供简单准则:

.了解感测器工作原理

MEMS加速度计核心包括感测器元件和介面电路。加速度计讯号通过一个单极点低通滤波器,该滤波器将讯号频宽限制在50Hz。类比至数位转换器以200SPS的取样率运作,并将输出送入数位处理级。数位处理功能包括一个均值滤波器、温度驱动器校正公式、将静态加速度计读数转换成倾斜角的数学函数、使用者介面暂存器,以及一个串列介面。

假设偏移误差为零,每当加速度计的测量轴与重力方向垂直时,其输出将为零。其测量轴与重力方向平行时,将产生+1g或-1g的输出,其极性取决于方向。静态加速度计量测与倾斜角间的关系是一个简单的正弦或正切函数。

.由产品文件获得相关资讯

表1列出影响先进感测器系统电力循环的参数。某些参数可从产品资料手册获得,而其他参数须针对终端系统的性能目标进行分析。PON和T1是资料手册提供的参数,其余参数可用于估计T2和T3。关闭模式的功率值得自线性稳压器的关机电流(ShutdownCurrent)。

估算未明确规定的重要参数

安定时间影响一个感测器系统能够支援的准确度和测量速率。有许多不同的因素都会影响安定时间,但这里着重点在电气因素。估计安定时间需要性能目标、重要假设,以及一个用于分析感测器响应对供电的模型。第一项重要假设是滤波器在初始启动周期(开机时间)之后就安定,虽然这两个周期可以同时进行,但以连续发生的方式着手分析是较为保守的方法。

供电后,加速度计感测器的输出a(t)呈现步阶响应。因为感测器采用单电源供电,其输出很可能会从零开始,并迅速转换至确定其方位的准位。为简单起见,假定零输出对应到最低有效加速度准位。这种情况下,我们采用-2g加速度,以便在最小额定值-1.7g的基础上提供一些容限。同时,最大倾斜范围为+30o,相当于+0.5g。将这两个区间结合,加速度计讯号在启动时可进行的最大转换为+2.5g。

包括数位滤波器的模型需要离散形式的b(t),以及一个总和模型来模拟滤波器。

安定时间是在规定准确度AE范围内稳定到最终值所需的时间。本例中,误差预算允许0.2o的安定准确度。正弦公式提供一种将此目标转换成加速度衡量指标的简单方法。

使用诸如Excel或MATLAB之类的工具对此公式进行建模是很简单的。如果使用Excel,输出在N=16时的第十八次取样和N=64时的第六十五次取样达到距0.5g约3mg内的水准。将这些数值分别除以取样速率(200SPS),可针对21ms(N=1)、90ms(N=16)和325ms(N=64)这些设置提供安定时间估计值。假设热安定的相关误差可忽略不计(如果合理的话)。由于所考量的元件提供温度校准回应,所以这一假设应该可以接受。验证此假设为在确认准确度的最终特性过程中,提供不错的机会。

此类系统的资料撷取时间T3,不会超过一个取样周期,因为所有必要的校正和滤波都在元件内部实现。撷取时间只会使总体测量时间增加5ms。

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SH8K13TB1
SH8M11TB1
SHF0189Z
SHP0735P-F221A
SHP1035P-F100A
SHP1055P-F101A
SHP1055P-F330A
SHS-M090C
SHV-06JNV1
SI1010-A-GM
SI1012X-T1
SI1012X-TI-E3
SI1013X-T1

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