如何選擇合適的應用傳感器
發布時間：2018/11/13
加速度計能夠測量加速度、傾斜、振動或沖擊，因此適用于從可穿戴健身裝置到工業平臺穩定系統的廣泛應用。市場上有成百上千的加速度計器件可供選擇，其成本和性能各不相同。最新MEMS電容式加速度計應用于傳統上由壓電加速度計和其他傳感器主導的應用領域。新一代MEMS加速度計可為CBM、結構健康監控(SHM)、資產健康監控(AHM)、生命體征監測(VSM)和物聯網無線傳感器網絡等應用提供解決方案。然而，在有如此多加速度計和如此多應用的情況下，選擇合適的加速度計并非易事。
尚無行業標準界定加速度計屬于何種類別。加速度計的一般分類及相應的應用如表1所示。所示的帶寬和g值范圍是加速度計用在所列終端應用中的典型值。
表1.加速度計等級和典型應用領域
圖1顯示了各種MEMS加速度計的快照，并依據特定應用的主要性能指標和智能/集成水平將各傳感器歸類。
圖1.ADI公司精選MEMS加速度計的應用版圖
傾斜檢測主要標準：偏置穩定度、失調溫漂、低噪聲、可重復性、振動校正、跨軸靈敏度。對MEMS電容式加速度計而言，精確的傾斜檢測是一種要求頗高的應用，尤其是在有振動的情況下。在動態環境中利用MEMS電容式加速度計實現0.1°的傾斜精度非常困難——1°較易實現。為使加速度計有效測量傾斜度，必須對傳感器性能和終端應用環境有很好的了解。相比于動態環境，靜態環境對傾斜測量更加有利，因為振動或沖擊可能會破壞傾斜數據，引起嚴重測量誤差。傾斜測量的最重要特性有溫度系數失調、遲滯、低噪聲、短期/長期穩定性、可重復性和良好的振動校正。
0g偏置精度、焊接引起的0g偏置漂移、PCB外殼對準引起的0g偏置漂移、0g偏置溫度系數、靈敏準確度和溫度系數、非線性度以及跨軸靈敏度等誤差，是可以觀測到的，并且可以通過裝配后校準流程加以降低。遲滯、使用壽命期間的0g偏置漂移、使用壽命期間的靈敏度漂移、潮濕引起的0g漂移，以及溫度隨時間變化引起的PCB彎曲和扭轉等等，這些誤差項無法通過校準或其他方法解決，需要通過一定程度的原位維修才能減少。
ADI公司的加速度計可分為MEMS(ADXLxxx)和iSensor?(ADIS16xxx)特殊用途器件兩類。iSensor或智能傳感器是高集成度（4到10個自由度）且可編程器件，適用于動態環境下的復雜應用。這些高集成度即插即用解決方案包括全面的工廠校準、嵌入式補償和信號處理，解決了上述需要原位維修的很多誤差，大大降低了設計和驗證負擔。這種全面的工廠校準為整個傳感器信號鏈提供額定溫度范圍（通常是?40°C至+85°C）內的靈敏度和偏置特性。因此，每個iSensor器件都有其獨特的補償公式，安裝后可產生精確的測量結果。對于一些系統，工廠校準可免除系統級校準，大大簡化操作。
iSensor器件專門針對某些應用而開發。例如，圖2所示的 ADIS16210 專門針對傾斜應用而設計并定制，
