Датчики ускорения в схемах на МК

April 15, 2011 by admin Комментировать »

Акселерометр — это прибор для измерения ускорений, перегрузок, угла крена. Используется он в авиации, автомобильной промышленности, медицине, системах автоматики и т.д. Главной частью акселерометра является датчик ускорения. До недавнего времени это был технически сложный и дорогостоящий узел, который в радиолюбительской практике не применялся.

Научный прорыв, осуществлённый фирмой Analog Devices, позволил изготавливать датчики ускорения в виде малогабаритных дешёвых интегральных микросхем серии ADXL. Технология получила название iMEMS (integrated Micro Electro Mechanical Systems — интегральные микроэлектромеханические системы). Физический принцип работы системы основан на изменении ёмкости двух конденсаторов, образованных двумя неподвижными и одной подвижной пластиной (Рис. 3.35).

Датчики ADXL (и подобные им датчики производства других фирм) сейчас широко используются при измерениях силы инерции, ударов, вибрации. По сравнению с пьезоэлектрическими акселерометрами, они позволяют измерять не только динамическое, но и постоянное во времени ускорение.

 

Рис. 3.36. Схемы подключения датчиков ускорения к МК {окончание):

в) подключение двухосевого акселерометра DA1 фирмы Analog Devices (ускорение ±1.7 g). Конденсаторы С/, С2 используются как ФНЧ, каждый в своём канале XOUT, YOUT. Их ёмкости могут быть одинаковыми или разными. Верхняя частота фильтра определяется по формуле

= 5/С,.2|мкФ|. Например, если С, = 1 мкФ, то полоса частот составляет 0…5 Гц, при этом сглаживаются быстрые колебания амплитуды выходного сигнала. МК может самостоятельно проконтролировать калибровку и исправность микросхемы DAI, выставив на её входе ST ВЫСОКИЙ уровень, после чего выходные напряжения становятся равными 750 мВ. Двухосевой датчик DA1 можно без изменения цоколёвки выводов заменить одноосевым датчиком ADXL103, у которого ось «У» отсутствует и вывод YOUT никуда не подключается;

г) трёхосевой акселерометр DA1 (фирма Freescale Semiconductor) обеспечивает измерение ускорений в диапазоне ±1.5 g. Если отсоединить выводы GS1, GS2 микросхемы DA1 от общего провода и подать на них логические уровни в разной комбинации, то можно расширить диапазон измерений ускорения до ±2; ±4; ±6 g. Ток потребления микросхемы DA1 не более 500 мкА в рабочем режиме и не более 3 мкА в ждушем режиме;

д) МК и трёхосевой акселерометр DA1 (фирма Analog Devices) питаются от разных напряжений. Согласование уровней по сигналам X, Y, Z не требуется, поскольку МК измеряет входные напряжения через внутренний АЦП. Резистор R1 необходим, поскольку на вход тестирования ST нельзя подавать напряжение, большее, чем Vqq-^ 0.3 В. В связи с этим МК переводит выходную линию в режим входа с Z-состоянием и выставляет на ней только НИЗКИЙ уровень. Конденсаторы С/…CJ определяют полосу ФНЧ, в данном случае 0…50 Гц. Изменяя их ёмкости в пределах 0.01…4.7 мкФ, можно установить диапазон соответственно от 0…500 Гц до 0…1 Гц.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты