《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > MEMS|傳感技術(shù) > 解決方案 > 學(xué)子專(zhuān)區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):雙軸傾斜傳感器

學(xué)子專(zhuān)區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):雙軸傾斜傳感器

2023-09-30
作者:Andreea Pop,,系統(tǒng)設(shè)計(jì)/架構(gòu)工程師 Antoniu Miclaus,系統(tǒng)應(yīng)用工程師 Doug Mercer,,顧問(wèn)研究員
來(lái)源:ADI
關(guān)鍵詞: ADI ADXL327 雙軸傾斜傳感器

  目標(biāo)

  本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是使用ADXL327構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的傾斜傳感器,,并觀察輸出電壓如何隨x軸和y軸上的傾斜度而變化。

  使用ADXL327的傾斜傳感器

  背景知識(shí)

  傾斜傳感器用于測(cè)量參考平面的多個(gè)軸上的傾斜度,。這些傳感器可產(chǎn)生與相對(duì)于軸的傾斜度成比例的電信號(hào),。傾斜位置參考重力進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)傾斜位置就可以輕松檢測(cè)方向或傾斜度,。

  在本次實(shí)驗(yàn)中,,我們將使用ADXL327加速度計(jì)監(jiān)測(cè)x和y兩個(gè)軸上的傾斜度。該集成電路的功能框圖如圖1所示,。

136.JPG

  圖1.ADXL327的功能框圖

  ADXL327是一款完整的小尺寸,、低功耗、三軸加速度計(jì),,提供經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理的電壓輸出,,它可以測(cè)量?jī)A斜檢測(cè)應(yīng)用中的靜態(tài)重力加速度,以及運(yùn)動(dòng),、沖擊或振動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度,。輸出信號(hào)為模擬電壓,與加速度成比例。ADXL327采用單一結(jié)構(gòu)檢測(cè)x,、y和z軸,。因此,這三個(gè)軸的檢測(cè)方向具有很高的正交特性且跨軸靈敏度很低,。

137.JPG

  圖2.加速度靈敏度軸

  材料

  ▲ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊

  ▲無(wú)焊試驗(yàn)板和跳線套件

  ▲一個(gè)ADXL327加速度計(jì)

  ▲兩個(gè)0.047μF電容

  ▲一個(gè)0.1 μF電容

  ▲兩個(gè)AD8561比較器

  ▲四個(gè)LED

  ▲四個(gè)100 Ω電阻

138.JPG

  圖3.ADXL327傾斜傳感器試驗(yàn)板連接

  硬件設(shè)置

  首先,,在無(wú)焊試驗(yàn)板上構(gòu)建圖1所示的電路。將CDC電容放置在ADXL327電源引腳附近,,以使加速度計(jì)充分退耦,,從而消除電源噪聲。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,,單個(gè)0.1 μF電容比較適當(dāng),。XOUT和YOUT引腳必須添加電容,以便利用低通濾波實(shí)現(xiàn)抗混疊和噪聲抑制,。請(qǐng)參閱ADXL327數(shù)據(jù)手冊(cè),,了解如何選擇這些電容的值。對(duì)于此應(yīng)用,,可以使用0.047 μF濾波電容,。試驗(yàn)板連接如圖3所示。

  程序步驟

  打開(kāi)3 V正電源,,監(jiān)視示波器通道1上的XOUT和通道2上的YOUT,。在所有電源電壓下,零g偏置輸出標(biāo)稱(chēng)值等于VS/2,。在本例中,,可看到大約1.5 V的偏置信號(hào)。如果在x或y軸上以不同角度傾斜試驗(yàn)板,,輸出電壓將隨著檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)成比例地增大或減小,。

139.JPG

  圖4.零g偏置輸出

  帶LED指示燈的傾斜傳感器

  背景知識(shí)

  我們?cè)谑静ㄆ魃媳O(jiān)測(cè)ADXL327加速度計(jì)的輸出電壓。使用AD8561比較器和LED,,可以使傾斜傳感器在傾斜度發(fā)生變化或檢測(cè)到振動(dòng)時(shí)發(fā)送光信號(hào),。每個(gè)軸使用一個(gè)AD8561比較器。兩個(gè)軸上的零g偏置輸出相似,,并且將作為兩個(gè)比較器的基準(zhǔn),。比較器的兩路輸出上各連接一個(gè)LED。兩個(gè)輸出信號(hào)相反,,因此一次只有一個(gè)LED激活,。

140.JPG

  圖5.帶LED的傾斜傳感器的電路原理圖

141.JPG

  圖6.帶LED的傾斜傳感器的試驗(yàn)板連接

  硬件設(shè)置

  在無(wú)焊試驗(yàn)板上,為加速度計(jì)的每路輸出添加兩個(gè)比較器和兩個(gè)LED(帶有相應(yīng)的限流電阻),。電路原理圖如圖5所示,,試驗(yàn)板連接如圖6所示,。

  程序步驟

  在這種情況下,我們需要將兩個(gè)比較器的電源V+和V-設(shè)置為±5 V,。信號(hào)發(fā)生器通道1 (W1)將設(shè)置為恒定的3 V波形,,并用作ADXL327的VS。信號(hào)發(fā)生器的第二通道(W2)將用作比較器的基準(zhǔn)輸入,,其值必須設(shè)置為大約等于零g輸出偏置,。此值之前已針對(duì)加速度計(jì)的兩路輸出進(jìn)行過(guò)測(cè)量(圖4),。這樣,,每次檢測(cè)到傾斜度變化且電壓改變時(shí),比較器的輸出都會(huì)改變其狀態(tài),,從而相應(yīng)地點(diǎn)亮LED,。示波器只有兩個(gè)通道可用,因此我們可以一次分析加速度計(jì)的一個(gè)輸出電壓,,但LED會(huì)亮起并指示x軸和y軸有變化,。XOUT連接到通道1,W2生成的基準(zhǔn)電壓連接到通道2,。

142.JPG

  圖7.零g偏置XOUT和基準(zhǔn)

  如果在x軸上向右傾斜試驗(yàn)板,,比較器的輸入電壓將低于基準(zhǔn)電壓,因此/OUT引腳將處于高電平,,從而點(diǎn)亮相應(yīng)的LED,。

143.JPG

  圖8.x軸向右傾斜對(duì)應(yīng)的電壓

  如果傾斜方向相反,即向左傾斜,,則比較器的輸入電壓高于基準(zhǔn)電壓,,OUT引腳變?yōu)楦唠娖剑c其連接的LED點(diǎn)亮,。

144.JPG

  圖9.x軸向左傾斜對(duì)應(yīng)的電壓



更多精彩內(nèi)容歡迎點(diǎn)擊==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<

mmexport1621241704608.jpg

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。