低成本双轴加速度计ADXL210E及其应用

　　一、概述

　　ADxL210E型加速度计是集成在单片集成电路上的完整的加速度测量系统，是基于数字输出的加速度传感器。它具有低功耗、高分辨率和应用方便等特点，特别适用于加速度和倾斜的测量，使用ADXL210E可大大简化系统设计、降低成本和功耗。

　　A0xL210〔具有如下特点:.

          集双轴加速度传感器于一体的单片集成电路;.

          采用尺寸为smfn、smm、Zmm的8引脚密封LCC封装;

　　.高分辨率，6OHz时·可达到Zmg;

　　.测量范围为:士109;

　　.低功耗，电源电流<0.6mA;

　　.通过占空比信号输出端口可以直接与低成本微处理器相连;

　　.只须通过调节一外接电容来调整信号带宽;

　　.3V一5.5V单电源供电;

　　.可承受10009的震动或冲击。

　　二、工作原理

　　ADXL21OE是美国ADz(AnalogDe一viCes工nc)公司推出的低功耗、低成本、功能完善的具有数字输出的双轴加速度测量系统，它实质上是八DxLZloAQc/JQc的升级版本。利用ADXL210E既可以测量动态加速度(如典型震动和冲击)，又可以测量静态加速度(如重力加速度和惯性)，既可以测量正加速度又可以测量负加速度，其最大测量范围为士10g，因而它可以作为斜率传感器使用。ADXL21OE的内部结构框图及外部元件和与微控制器的连接如图1所示。

　　ADXL210E型加速度计是将一个以多晶硅为表面的微电机传感器和信号处理电路集成在一个单片电路上，以实现一个开环加速度测量体系。对于每个坐标轴，输出电路将模拟信号转换成占空比调制(DCM)数字信号，并通过微处理器的计数器/定时器端口进行译码。该传感器是一种贴在硅晶片上的表面微机械多晶硅结构。在晶片表面，多晶硅弯曲悬置并为加谏度压力提供一个阻力。该结构的偏转是用1个由独立固定片和依附于运动质点的中心片所组成的差分电容器来测量，固定片由相位差为180度的方波驱动。测量加速度时，加速度将使横梁发生偏转，从而使差分电容器失衡，结果输出一方波，该方波的幅值正比于该加速度，然后利用相位灵敏度解调技术，对信号进行调整以确定加速度方向。　解调器的输出经过1个32K几的内部电阻器驱动占空比调制(DcM)级电路。

　　ADxL21oE的输出既可以是模拟电压，又可以是数字信号，数字信号输出时，其占空比(信号的脉宽与周期之间的比值)正比于加速度大小。占空比信号输出端口可直接与微处理器的计数器相连，无须八/D转换或者逻辑电路。占空比信号的周期可以通过电阻RSET调节，其大小可以在o.sms_10ms范围内波动，如图2所示。其中，TZ指的是总周期的长度，Tl指的是总周期中处于高电位部分的长度，占空比是Tl与T2的比值。