ADI微型雙軸MEMS傾斜計(jì)傳感器簡化工業(yè)測量
Analog Devices(ADI)公司于近日推出了面向工業(yè)應(yīng)用的ADIS16209雙軸傾斜計(jì)和加速計(jì)，該器件價(jià)格低廉的價(jià)格、性能出色、尺寸小巧、易于使用。ADI公司宣稱這一高度集成的器件是目前業(yè)界最精確、使用最方便的傾斜計(jì)傳感器。它比市面上其他類似器件的尺寸要小100倍。
ADIS16209具有全補(bǔ)償式直接數(shù)字輸出功能，線性傾角誤差小于0.1°。據(jù)ADI所稱，ADIS16209的精度是類似傾斜計(jì)傳感器精度的三倍。而且，ADI宣稱它的價(jià)格只有同等功能器件價(jià)格的十分之一。
ADIS16209的內(nèi)核基于ADI的雙軸ADXL203 MEMS加速計(jì)。它的尺寸大小只有9.2×9.2×3.9mm，采用基于疊片的LGA(land-grid array)封裝(如圖1所示)。而很多其他類型的傾斜計(jì)傳感器使用體積龐大的液體填充式電解傳感器，這種傳感器通常需要特殊的安裝基板。
圖1：ADIS16209以其小巧的尺寸(9.2×9.2×3.9mm)、極高的精度(0.1°)和低廉的價(jià)格，適用于多種工業(yè)應(yīng)用。
“雖然有些傾斜計(jì)是全校準(zhǔn)式的，但是它們的尺寸太大。也有一些尺寸較小的類似器件，但是這類器件往往需要各種校準(zhǔn)操作�！盇DI公司iSensor業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理Bob Scannell在談及ADIS16209時說道。
ADIS16209小巧的尺寸使得用戶能夠非常方便的在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用該器件，使用方式大大簡化。ADIS16209具有雙操作模式，可以用作量程為±30°的雙軸傾斜計(jì)(可工作在±90°以內(nèi))，或者用作量程為±180°單軸垂直模式。它工作在3.3V的單電源下，典型電流功耗為11mA。該產(chǎn)品能夠承受3500g的震動。
嵌入式控制器
ADIS16209的SPI(serial peripheral interface，串行外圍接口)支持大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。由于采用了嵌入式控制器，該芯片能夠全面補(bǔ)償偏斜、靈敏度、電源電壓、橫軸靈敏度、軸向未對準(zhǔn)、非線性和溫度漂移等因素導(dǎo)致的偏差(如圖2所示)。
圖2：由于采用了嵌入式控制器，ADIS16209能夠全面補(bǔ)償偏斜、靈敏度、電源電壓、橫軸靈敏度、軸向未對準(zhǔn)、非線性和溫度漂移等因素導(dǎo)致的偏差，并且是完全可編程的。
與市場上其他一些通常采用模擬加速信號輸出的傾斜計(jì)不同的是，用戶在使用ADIS16209時不需要進(jìn)行各種校準(zhǔn)與調(diào)節(jié)操作。ADIS16209可調(diào)的14位數(shù)字傳感器輸出數(shù)據(jù)能夠?yàn)橛脩籼峁﹥A斜計(jì)(分辨率在0.025°以內(nèi))和加速度(分辨率在0.244mg以內(nèi))的測量結(jié)果。芯片內(nèi)部采用了一種簡潔的寄存器結(jié)構(gòu)處理所有的輸出數(shù)據(jù)和配置功能。
ADIS16209的其他一些產(chǎn)品特征包括，典型低加速計(jì)噪聲為1.7mg rms，典型噪聲密度為0.17 mg/vHz rms。偏移誤差額定值在±4 LSB(least-significant bits，最低有效位)以內(nèi)，增益誤差在±2 LSB以內(nèi)。圖3給出了該器件的傾斜計(jì)精度與加速度精度之間的函數(shù)關(guān)系。
圖3：ADIS16209能夠在不損失精度的情況下計(jì)算出加速度和傾角。
其他特征還包括，典型對準(zhǔn)誤差(X傳感器到Y(jié)傳感器)為±0.2°，加速度頻帶寬度為50Hz，諧振頻率為5.5KHz。ADIS16209的額定工作溫度范圍為–40°C ～ 85°C。在25°條件下，加速度計(jì)的輸出在自檢測模式下的范圍從最小706 LSB到最大1973 LSB。
ADI公司iSensor智能傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)線的主管Andy Garner說，“ADIS16209能夠以標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體格式輸出精確而簡潔的角度結(jié)果。這是它有別于電解式傾斜計(jì)和集成度較低的MEMS傳感器的獨(dú)到之處。”
