Beschleunigungssensor

Ein Beschleunigungssensor ist eine Bewegungssensorkomponente, die Beschleunigungskräfte erkennt und misst, einschließlich statischer Gravitation und dynamischer bewegungsinduzierter Kräfte. In Bewegungssensorsystemen liefert er präzise Messungen von Vibration, Neigung, Stoß und Bewegung in verschiedenen industriellen Anwendungen. Diese Komponente wird typischerweise mit Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) hergestellt, wobei eine Prüfmasse, die an Federn aufgehängt ist, sich bei Beschleunigung relativ zu festen Elektroden bewegt. Diese Bewegung ändert die Kapazität, die in ein elektrisches Signal proportional zur Beschleunigung umgewandelt wird. Das Gerät ist mit einem Messbereich von ±2 bis ±16 g erhältlich, der über ein Register wählbar ist, wobei niedrigere Bereiche eine höhere Auflösung bieten. Die Empfindlichkeit skaliert mit der Bereichseinstellung von 16 bis 128 LSB/g. Der Null-g-Offset ist werkseitig auf ±40 mg kalibriert, wobei Temperaturdrift gilt. Die Nichtlinearität beträgt ±0,5% vom Messbereich (beste Gerade), und die Querempfindlichkeit beträgt ±1% zwischen orthogonalen Achsen. Die Ausgabedatenrate ist programmierbar von 1 bis 3200 Hz, wobei höhere Raten das Rauschen erhöhen. Die Versorgungsspannung reicht von 1,71 bis 3,6 V, mit einem internen Regler für den digitalen Kern. Die Stromaufnahme beträgt 0,5 bis 1,0 mA bei 1 kHz Ausgabedatenrate, im Standby niedriger. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 bis 85 °C. Das Gerät übersteht Stöße bis zu 10000 g (0,1 ms Halbsinus, ausgeschaltet). Es kommt in einem LGA-16-Gehäuse mit den Maßen 3×3×0,9 mm und einem typischen Gewicht von 0,05 g. Verwendete Materialien umfassen Silizium, Polysilizium und Glas. Dieser Verzeichniseintrag bietet Referenzparameter; für spezifische Modellanwendungen verifizieren Sie alle Werte und Normen mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten.

Beschleunigungssensoren arbeiten typischerweise mit Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), bei denen sich eine an Federn aufgehängte Prüfmasse bei Beschleunigung relativ zu festen Elektroden bewegt. Diese Bewegung ändert die Kapazität, die in ein elektrisches Signal proportional zur Beschleunigung umgewandelt wird. Das Gerät misst sowohl statische Gravitation als auch dynamische bewegungsinduzierte Kräfte, wodurch die Erkennung von Neigung, Vibration, Stoß und Bewegung ermöglicht wird. Die Auslenkung der Prüfmasse wird kapazitiv erfasst, und das resultierende Signal wird verarbeitet, um Beschleunigungsdaten auszugeben. Messbereich und Empfindlichkeit sind über Register konfigurierbar, um sich an verschiedene Anwendungsanforderungen anzupassen. Das Prinzip basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz, wonach Kraft gleich Masse mal Beschleunigung ist, und die Auslenkung der Prüfmasse steht in direktem Zusammenhang mit der angelegten Beschleunigung.