角度分辨率0.0055°/LSB的傾角傳感器多厲害？實驗出真知

時間：2021-10-12 15:25:47

關鍵字：傾角傳感器

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[導讀]小到運動手環(huán)、無人機，大到機器人、機床設備、汽車、建筑物等，想要了解這些設備的細微角度姿態(tài)變化，就可以使用加速度或傾角傳感器。其中，村田的傾角傳感器是可同時輸出加速度值和角度值的傳感器，分辨率是考察它們精度的前提。大家可以先體驗一款角度分辨率為0.0055°/LSB的傾角傳感器，...

小到運動手環(huán)、無人機，大到機器人、機床設備、汽車、建筑物等，想要了解這些設備的細微角度姿態(tài)變化，就可以使用加速度或傾角傳感器。其中，村田的傾角傳感器是可同時輸出加速度值和角度值的傳感器，分辨率是考察它們精度的前提。

大家可以先體驗一款角度分辨率為0.0055°/LSB的傾角傳感器，直接上實驗——

上面的加速度傳感器實驗中，妮mo使用的是來自村田的搭載SCL3300 -D01 三軸MEMS傾角傳感器的測試板。

從實驗數據實時變化上看，SCL3300 -D01 傾角傳感器精度非常高，反應靈敏，輕敲桌面?zhèn)鞲衅骺梢匝杆亠@示數據變化。在水平儀、傾斜補償、機器控制、結構健康監(jiān)測等各種要求在內的苛刻環(huán)境下，可以完美發(fā)揮它的優(yōu)勢。

輕敲桌面，傳感器的數據變化

首先，SCL3300-D01三軸傾角傳感器的三軸是指空間中的X，Y，Z三個維度，有了這三個維度，就可以捕捉被測物體的加速度或傾角變化。

然后，它工作原理其實很簡單，主要分為了感知、數模轉換、信號調理濾波、輸出部分。即先使用3D-MEMS硅技術制成的感應元件感知加速度值，然后通過內置ASIC調理信號，最終將輸出轉換成SPI總線信號的加速度或角度等狀態(tài)信息。

那么，為什么說SCL3300 -D01適合嚴苛的環(huán)境呢？主要有三個原因：

? SCL3300 -D01靈敏度高

12000 LSB/g with 10Hz LP，角度輸出分辨率0.0055°/LSB，微弱的變化也可捕捉到。舉個例子，假如在桌面平放一把30cm的直尺，直尺一端下方放一根發(fā)絲，將SCL3300-D01放置在直尺上方，一根頭發(fā)絲引起的直尺的角度變化都可以被感知，簡直可以稱為現實版的豌豆公主了。

? 獨有的3D-MEMS工藝

SCL3300 -D01中的感應元件使用的是村田研發(fā)的3D-MEMS工藝，將硅材料加工成3維結構然后充入惰性氣體密封，同時通過精密的封裝結構設計，進一步提升抗震性，使得傳感器即使是在強烈震動的環(huán)境中也能正常工作。由牛頓第二運動定律F=ma（F是外力，m是質量，a是加速度）可知設定物體所受到的外力不變，則物體的加速度與質量成反比。而通過3D MEMS制作的內部感應元件相對其他工藝質量較大，靈敏度較高，更利于檢測微弱的加速度信號。

另外村田的3D MEMS采用晶圓級工藝封裝，密封性非常好，像一些化學品都不會影響測量，保證了測出數據的準確度。在性能方面優(yōu)于其他所有的MEMS技術。

? 功耗低

SCL3300 -D01正常使用時的電流消耗僅為1-2 mA。省電模式下要更低，SCL3300可以切換到省電模式，功耗會下降到10μA，在此狀態(tài)下，使用2節(jié)5號電池供電，SCL3300可連續(xù)工作約34年，但此狀態(tài)為待機狀態(tài)并沒有數據輸出能力。

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END
muRata

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