《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ADI推出車規(guī)級(jí)加速度計(jì)傳感器ADXL314

2022-11-30
來(lái)源:亞德諾半導(dǎo)體

  胎壓監(jiān)測(cè)壓力之外,, 還需同時(shí)監(jiān)測(cè)這個(gè)參數(shù) 胎壓監(jiān)測(cè)幾乎成了中高端汽車的標(biāo)配,,但是胎壓監(jiān)測(cè)其實(shí)并不是很多人認(rèn)為只要有一個(gè)壓力傳感就可以了哦,實(shí)際上目前大部分的胎壓監(jiān)測(cè)里也集成了一個(gè)加速度計(jì),作為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)觸發(fā)胎壓監(jiān)測(cè)的裝置,。例如車一啟動(dòng),有一些加速度的變化時(shí)才啟動(dòng)胎壓監(jiān)測(cè),,有些胎壓監(jiān)測(cè)則會(huì)配合車的運(yùn)行速度來(lái)做一些基本的判斷,。

  涉及到行車安全,胎壓監(jiān)測(cè)當(dāng)然一定需要車規(guī)級(jí)方案,,這樣的加速度計(jì)應(yīng)該怎么選呢,?

  針對(duì)類似上述新興市場(chǎng),ADI推出了車規(guī)級(jí)(滿足AEC-Q100)的加速度計(jì)傳感器ADXL314,,量程為200g,,屬于high-g的大量程。

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  小科普:一般情況下超過(guò)70g叫做high-g大量程加速度計(jì),,適用于碰擊或是沖撞等比較大加速度變化的應(yīng)用,;中等量程middle-g一般是10g以上到40-70g,應(yīng)用在振動(dòng)條件下的加速度判斷,;low-g是10g以下,,主要識(shí)別人體的狀態(tài)判斷,例如跌倒或傾角的判斷,。

  提高電動(dòng)汽車電池安全性,,

  碰撞監(jiān)測(cè)與煙感檢測(cè)不可少

  提到電池想必大家對(duì)于BMS(電池管理系統(tǒng))并不陌生,但在電池安全越來(lái)越受社會(huì)更高關(guān)注的今天,,汽車碰撞瞬間對(duì)電壓和電流的判斷還不是那么直接,。針對(duì)電池在發(fā)生更嚴(yán)重事故時(shí)的安全設(shè)計(jì),現(xiàn)在大家探討比較多的有兩大類技術(shù)——碰撞監(jiān)測(cè)與煙感檢測(cè)(煙感檢測(cè)相關(guān)解決方案可點(diǎn)擊此處查看),。

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  盡管有安全氣囊也有事件數(shù)據(jù)記錄儀(EDR),,然而車在碰撞時(shí),傳感器與電池裝在不同的位置,正面碰撞,、追尾或是側(cè)面碰撞,,電池受到的影響是不一樣的。所以電池生產(chǎn)廠商或是電池供應(yīng)商希望傳感器能與電池在一起,,實(shí)時(shí)感知電池本身受到了多大的加速度沖擊影響,,再根據(jù)不同的加速度等級(jí)來(lái)判斷電池要采取什么樣的保護(hù)措施。

  得一提的是,,ADXL314的工作溫度可拓展到-40到+125℃的溫度范圍(一般的車規(guī)要求是到105℃),,這是因?yàn)楹芏嗵罕O(jiān)測(cè)的場(chǎng)景溫度可能會(huì)超過(guò)105℃,ADXL314完全滿足有些客戶提出的到125℃的溫度環(huán)境需求,。

  ADXL314作為典型面向high-g應(yīng)用的產(chǎn)品,,無(wú)論是電池還是汽車碰撞,都可以捕捉到比較高的加速度變化,。同時(shí),,它也是一個(gè)低功耗的產(chǎn)品,有低和高兩種數(shù)據(jù)速率,,在不同的數(shù)據(jù)速率下最高功耗能達(dá)到170μA左右,,最高輸出數(shù)據(jù)速率可達(dá)到3200Hz。

  設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè),, 哪款傳感器才是最佳選擇,?

  基于狀態(tài)的監(jiān)控(CbM)是一種有效的預(yù)測(cè)性維護(hù)策略,可用于建立趨勢(shì),、預(yù)測(cè)故障,、計(jì)算資產(chǎn)的使用壽命,以及提高制造工廠的安全性,。然而,,問(wèn)題來(lái)了,里面的關(guān)鍵數(shù)據(jù)入口傳感器如何選,?

  最常用的傳感器是壓電加速度計(jì),,因?yàn)檫@類傳感器具有良好的線性度、SNR,、高溫工作性能和寬帶寬,。然而,壓電加速度計(jì)在DC范圍下的性能欠佳,,因此在較低頻率至DC范圍內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)大量故障,,尤其是在風(fēng)力渦輪機(jī)和類似的低RPM應(yīng)用中。

  MEMS加速度計(jì)具有更高的集成度,,功能也更為豐富,,支持自檢,、峰值加速、頻譜報(bào)警,、FFT和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),,抗沖擊性能高達(dá)10000g,具有直流響應(yīng)能力,,并且尺寸更小、重量更輕,。例如ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357還具有超低的噪聲和出色的溫度穩(wěn)定性,,非常適合狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用。

  但是客戶的需求是多樣的:“對(duì)我們來(lái)說(shuō)監(jiān)測(cè)振動(dòng)不太關(guān)心長(zhǎng)期零點(diǎn)是不是那么地精準(zhǔn),,能不能把產(chǎn)品做一些成本優(yōu)化,?”因此,更具成本優(yōu)勢(shì)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè),,哪款傳感器才是最佳選擇,?

  ADXL359是一款低噪聲、低漂移,、低功耗的3軸MEMS加速度計(jì),,完全滿足CBM應(yīng)用在ISO10816、ISO20816標(biāo)準(zhǔn)下振動(dòng)分析對(duì)量程(高達(dá)40g),、帶寬(1000Hz)和噪聲密度(80?g/√Hz)的主要指標(biāo)要求,,較高頻率下的低噪聲非常適合無(wú)線狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用,并且ADXL359對(duì)CbM進(jìn)行了成本優(yōu)化,。

  慣性導(dǎo)航,, 分立的加速度計(jì)如何選?

  隨著自動(dòng)駕駛,、自動(dòng)導(dǎo)航小車(AGV),、智能機(jī)器人等應(yīng)用增長(zhǎng),慣性測(cè)量單元 (IMU)傳感器應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,。IMU是以多軸方式組合精密陀螺儀,、加速度計(jì)、磁力計(jì)和壓力傳感器的系統(tǒng)集成化產(chǎn)品,,通常是集成化的產(chǎn)品出現(xiàn),,例如ADIS16480 iSensor器件就內(nèi)置一個(gè)三軸陀螺儀、一個(gè)三軸加速度計(jì),、三軸磁力計(jì),、壓力傳感器和一個(gè)擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)。

  但這種集成化的方案優(yōu)勢(shì)也一樣可能滿足不了一些個(gè)性化的客戶需求,,例如可能會(huì)覺(jué)得IMU體積太大了,,或者接口等原因希望加速度計(jì)與陀螺是分開(kāi)獨(dú)立設(shè)計(jì),。這個(gè)時(shí)候加速度計(jì)的選擇就很關(guān)鍵,應(yīng)該如何選,?需要注意哪些參數(shù),?

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  ADXL359系列產(chǎn)品針對(duì)IMU應(yīng)用做了特別的成本優(yōu)化,無(wú)論是農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)還是AGV或者是在路上跑的車,,只要過(guò)減速帶都一樣會(huì)在所難免地碰到振動(dòng)的場(chǎng)景,,ADXL359很好地解決了這一問(wèn)題,提供了非常好的振動(dòng)整流誤差性能,,在振動(dòng)的情況下依然能捕捉姿態(tài)或者位置,。

  人體植入醫(yī)療電子, 如何節(jié)省每1nW的功耗,?

  雙碳理念的深入,,越來(lái)越多領(lǐng)域?qū)漠惓C舾小6幸粋€(gè)領(lǐng)域?qū)Φ凸木涂胺Q極致的追求,,那便是人體植入醫(yī)療電子設(shè)備,,例如心臟起搏器等。起搏器都是在做手術(shù)時(shí)植入到人體里面去的,,傳統(tǒng)偏低端的起搏器可能還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)傳感的功能,,它只是給心跳每分鐘40以下的人去佩戴以加快搏血頻率。但既使是戴起搏器的人也有運(yùn)動(dòng)的需求,,可能也需要趕飛機(jī)或是爬樓梯,,這種情況下心跳頻率自然而然會(huì)加高。如果沒(méi)有檢測(cè)出到底是處在什么樣的狀態(tài)下,,起搏器只是在人為地加高頻率,,戴起搏器的人就不會(huì)很舒服。

  高端的起搏器里面就會(huì)集成MEMS傳感器,,檢測(cè)使用者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制它的搏血頻率,。佩戴起搏器的病人每隔10年、5年開(kāi)一次刀,,就是因?yàn)槠鸩麟姵貨](méi)電了,。對(duì)病人來(lái)說(shuō),如果某款起搏器通過(guò)集成MEMS傳感器,,能節(jié)省10納安,,讓你多用一年再開(kāi)刀,你會(huì)選擇哪個(gè),?

  全新一代超低功耗MEMS加速度計(jì)ADXL367便是最新加速度計(jì)的低功耗標(biāo)桿產(chǎn)品——喚醒模式下運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功耗為200nW,,測(cè)量模式下功耗為970nW。此外,,電源電壓低至1.1V,,采用單節(jié)電池即可運(yùn)行,,無(wú)需外部升壓轉(zhuǎn)換器,而自帶的豐富的數(shù)字特性(如單擊和雙擊,、墜落檢測(cè),、活動(dòng)檢測(cè)等),減少了對(duì)主機(jī)微處理器的計(jì)算需求,,并進(jìn)一步降低了系統(tǒng)功耗,。



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