技術(shù)
導(dǎo)讀:加速度傳感器是一種測量設(shè)備主體加速度的傳感器,主要是通過測量傳感器內(nèi)部的慣性力,經(jīng)計(jì)算得出加速度數(shù)據(jù)的。加速度傳感器目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
加速度傳感器是一種測量設(shè)備主體加速度的傳感器,主要是通過測量傳感器內(nèi)部的慣性力,經(jīng)計(jì)算得出加速度數(shù)據(jù)的。加速度傳感器目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
加速度傳感器應(yīng)用
在消費(fèi)電子領(lǐng)域,元宇宙概念的提出,刺激了VR/VR設(shè)備的增長,為增強(qiáng)虛擬與現(xiàn)實(shí)的沉浸式體驗(yàn),傳感器是不能少的。VR/VR設(shè)備中的加速度傳感器,能夠精準(zhǔn)的監(jiān)測用戶的加速度大小和運(yùn)動(dòng)的方向,及時(shí)地做出影像調(diào)整,能有效降低眩暈感的同時(shí)還提高用戶的交互體驗(yàn)。加速度傳感器在手機(jī)、游戲機(jī)等終端產(chǎn)品均有使用。
在汽車電子領(lǐng)域,加速度傳感器的使用在一定程度上保證了行車安全性和穩(wěn)定性。一般用于汽車的安全氣囊、電控懸掛系統(tǒng)中。加速度傳感器能夠?qū)囕v行駛的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí),加速度傳感器會(huì)將碰撞強(qiáng)度通過電信號(hào)與主控器通信,作出是都啟用安全氣囊的判定。加速度傳感器還能感知行車時(shí)的橫向加速度變化,ABS系統(tǒng)在接收到電信號(hào)后會(huì)自動(dòng)開啟,避免駕駛員緊急剎車,造成車輛側(cè)翻,部分車輛還能在檢測到車輛行駛偏航后自動(dòng)調(diào)整行車方向。
隨著用戶對(duì)產(chǎn)品使用體驗(yàn)需求和購買力度的提升,傳感器市場一片繁榮,加速度傳感器達(dá)發(fā)展前景備受芯片廠商的看好,不斷有新玩家涌入。目前,NXP、ADI、ST、Murata、National等企業(yè)的加速度傳感器市場占比,以及應(yīng)用領(lǐng)域的覆蓋均有不錯(cuò)的成績。
NXP雙軸加速度傳感器
NXP的加速度傳感器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向的全覆蓋,可精確檢測三維空間中物體運(yùn)動(dòng)的方向、軌跡,以及跌落檢測、振動(dòng)檢測、碰撞檢測等。同時(shí),還實(shí)現(xiàn)了汽車電子、消費(fèi)類電子、醫(yī)療等領(lǐng)域的多場景應(yīng)用。并且,在基于加速度傳感器之上,推出了在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的安全氣囊系統(tǒng)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、電子泊車制動(dòng)系統(tǒng)、傾斜角測量解決方案。
FXLS90 雙軸加速傳感器內(nèi)部拓?fù)?圖源:NXP官網(wǎng)
NXP的FXLS90系列涵蓋了單軸、雙軸加速度傳感器,可完成兩種軸向的加速度檢測。此系列傳感器主要用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的解決方案中。FXLS90系列采用的是NXP獨(dú)有的UMEMS傳感技術(shù),對(duì)傳感器性能有著不小的提升。
在芯片集成方面,集成了可編程的DSP和32位的SPI。DSP可配置高達(dá)4階低通濾波器,具有12.5 Hz至1500 Hz的滾降特性,也可選擇單級(jí)高通濾波器,實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)的限制輸出速率。該傳感器符合AEC-Q100車規(guī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),耐溫范圍在-40℃至125℃之間,采用了符合電磁兼容的要求的16 Pin的QFN封裝。
ADI 三軸加速度傳感器
ADI的加速度傳感器無論是在功率、噪音、工作溫度方面都處于領(lǐng)先地位,能夠以極低的噪音完成高分辨率的振動(dòng)檢測,產(chǎn)品包括了模擬、數(shù)字兩種加速度傳感器,并且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
ADXL317 結(jié)構(gòu)拓?fù)?圖源:ADI官網(wǎng)
ADXL317是一款符合AEC-Q100車規(guī)標(biāo)準(zhǔn),可應(yīng)用于汽車智適應(yīng)懸架控制系統(tǒng)解決方案的加速度傳感器。ADXL317采用的是三軸檢測的方式,最高分辨率為±16 g,其中X軸、Y軸的低噪音值為55μg/Hz,Z軸低噪音值為120μg/Hz。
這款加速度傳感器具有低延遲(4 kHz帶寬時(shí)為90μs)、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),通過快速系統(tǒng)響應(yīng)為帶寬噪聲抑制留出充足時(shí)間。同時(shí),具有I2C通信總線接口和48 kHz I2S/TDM 數(shù)字輸出,其中,通過I2C接口可以與外部系統(tǒng)進(jìn)行通信,完成程序的寫入。ADXL317的工作范圍溫度為?40℃至+125℃,采用了LFCSP小型封裝。
Murata 加速度傳感器
Murata的低G值加速度傳感器在業(yè)界內(nèi)處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位,Murata的加速度傳感器產(chǎn)品都是基于Murata自己獨(dú)有的3D MEMS技術(shù)之上進(jìn)行研發(fā)的,獨(dú)具產(chǎn)品特色。
SCL3300是一款基于Murata 3D MEMS技術(shù),測量精度為±3.6g的三軸加速傳感器,支持帶角度輸出和SPI數(shù)字接口,SPI數(shù)字接口可將傳感器傳出的電信號(hào)靈活地向主控裝置完成通信,SCL3300具有零偏穩(wěn)定性、極低的噪聲、良好的抗振動(dòng)等特性,即使在惡劣的應(yīng)用場景和振動(dòng)的狀態(tài)下,依然能夠高性能運(yùn)轉(zhuǎn)和高精度輸出。SCA3300的標(biāo)準(zhǔn)供電電壓為3.3V,在標(biāo)準(zhǔn)電壓下功耗電流為1mA,工作范圍溫度為?40℃至 +125℃。
在應(yīng)用方面,SCA3300可改善偏移溫度漂移特性,并且受溫度范圍的影響較小,這款加速度傳感器具有較高的可靠性和先進(jìn)的自我檢測功能,通過了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,可應(yīng)用于汽車上。同時(shí),還可以應(yīng)用于對(duì)建筑物、橋梁的變形和裂縫進(jìn)行檢測,做到對(duì)建筑物狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測。
總結(jié)
加速度傳感器在消費(fèi)電子應(yīng)用中的作用,主要是娛樂性質(zhì)的,為的是提升用戶的交互體驗(yàn)。在汽車領(lǐng)域、工業(yè)應(yīng)用中的作用主要是提升安全性,保證人或物的安全性,避免意外事故的發(fā)生。