介紹
典型的應用例子是：
● 指示車輛、帆船或飛機的傾斜和翻轉狀態(tài)
● 監(jiān)控懸臂角度
● 測量距離和高度
● 鉆井過程中，測量鉆孔角度
● 平臺和天線穩(wěn)定性
● 羅盤校正
● 高速擺式列車的控制
● 武器安全系統(tǒng)
圖一：Colibrys 產(chǎn)品剖視圖
Colibrys MEMS 加速度傳感器
Colibrys 的傾角和傾斜傳感器是一種 MEMS 電容式加速度傳感器，它由一塊微機械加工的體硅元件，一個低功耗 ASIC 專用信號處理器，一個用于存儲補償值的微控制器，和一個溫度傳感器組成。
傾角測量是準靜態(tài)測量，通常要求具有低帶寬的±1g 或±2g 加速度傳感器。MS9001 和 MS9002 產(chǎn)品是整個 Colibrys 產(chǎn)品系列中最好的傾斜傳感器。它是通過一個低電流消耗（<0.5 毫安在 5V）的電源電壓（2.5V 與 5.5V 之間）來運行的。當電源電壓是 5V 時，滿量程加速度的輸出是一個在 0.5V - 4.5V 之間變化的比例模擬電壓 。
這款傳感器采用了完全獨立的封裝。為確保其全密封性，其器件封裝在一個 48 只引腳的 LCC 陶瓷外殼內(nèi)（MS8000.D），或是在一個20只引腳的 LCC 陶瓷外殼內(nèi)（MS9000.D）。它們的工作溫度范圍是-55°C至125°C。并能承受高達 6000g的沖擊而不會導致芯片性能的下降。
Colibrys 傾斜感應加速傳感器產(chǎn)品有
- MS8002.D 傳統(tǒng)的傾斜感應產(chǎn)品
- MS9001.D 專為傾斜應用設計的最新產(chǎn)品
- MS9002.D 8.9 毫米 x8.9 毫米小封裝尺寸
操作原理
這款加速度傳感器是利用地球重力（1g）對于振動塊的作用，把它作為輸入加速度來確定傾角（圖2）。
慣性質(zhì)量塊在硅片的中心，它通過彈簧支撐著檢測質(zhì)量塊。加速度傳感器輸出信“Vout”是一個比率式模擬電壓，并遵循以下公式：
Vout = Bias+(Scale factor x Acceleration)
在這里:
- Bias[V]為在加速度為0g時的輸出電壓
- Scale factor[V/g] 為傳感器的靈敏度
- Acceleration[g]為加在敏感軸上的地球加速度。
圖 2: 測量原理
角度Φ通過下面公式計算：
AngleΦ= arcsin ((Vout – Bias) / (1g x Scale_factor))
在這里Φ是角度。
可作為傾角傳感器的變電容加速度傳感器
通過重力加速度旋轉可使加速度傳感器產(chǎn)生正弦輸出信號。圖3顯示了在各種地球加速度情況下，以加速度傳感器MS9002.D為例子的示意圖。
圖 3: 在不同角度情況下的MS9002.D加速度傳感器
使用MS9002.D測量傾角的例子
在本例中，加速度傳感器圍繞X軸或Y軸旋轉360°。表一顯示了相應的角度[°], 通過敏感軸得到的加速度[g], 輸出信號 [V], 和分辨率[mg/°] 。從分辨率對角度的關系中，我們可以清楚地看到，盡管加速度傳感器可以在 360°以上的范圍內(nèi)提供信號，它的最佳的工作區(qū)域是在0°和180°附近±30°的線性和對稱區(qū)間。
傾斜/傾角傳感器的選擇
為了選擇一個傾角感應應用的最佳加速度傳感器，我們必須考慮各種特性。為了最精確地測量傾角，加速度計的短期和長期穩(wěn)定性，遲滯性能，可重復性和低噪聲輸出等都是關鍵的參數(shù)。在短期和長期穩(wěn)定性方面，Colibrys的MS8002和MS9002加速度傳感器是市面上最好的產(chǎn)品之一(1)。對于±2g 滿量程測量，測量誤差小于2mg。這代表了小于0.1°的年穩(wěn)定性。這些產(chǎn)品也能提供優(yōu)異的零偏溫度系數(shù)而無需補償，（平均為 100μg/度或 0.007°/度，在±30 度之內(nèi)），低遲滯性能和高重復性?？傊?，噪聲和帶寬的組合決定了傾斜傳感器的分辨率或最小可測量的角度。Colibrys產(chǎn)品表現(xiàn)為低噪聲水平（對于一個±2g 傳感器， 典型值為 20mg/√Hz），因此，使得可測量角度的分辨率能達到0.001°(均方根(RMS)噪聲為 1Hz 帶寬)。
(1) 根據(jù) IEEE 528-2001，一年期穩(wěn)定性的定義是：打開/打開，放置在-55°C 和85°C，-40°C至125°C的溫度循環(huán)中，-55°C至85°C經(jīng)受無動力的擾動，震動和沖擊
結論
近幾年來，Colibrys 加速度傳感器是一個成功的傾角傳感器，并且被完美地集成到各種應用系統(tǒng)中，例如：羅盤校正，平臺穩(wěn)定，運輸和鉆井儀器。這些集成所取得的成功奠定了 Colibrys 公司在高分辨率傾角和傾斜傳感市場的領導地位。
Colibrys加速度傳感器由北京賽斯維測控技術有限公司負責在中國地區(qū)的市場推廣及技術支持。查看技術參數(shù)或更多產(chǎn)品信息可登陸www.sensorway.cn 或撥打產(chǎn)品咨詢熱線010-84775646，84775648。
