傾角計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)和科技中不可或缺的傳感元件。從高精尖的航空航天到日常使用的手機(jī),從保障安全的工程機(jī)械到預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害的系統(tǒng),都能看到它的身影。MEMS傾角計(jì)因其優(yōu)異的性價(jià)比和綜合性能,成為當(dāng)前最主流的選擇,覆蓋了消費(fèi)電子、汽車、一般工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。如何選擇適合自己應(yīng)用的傾角計(jì)呢?今天我們就MEMS傾角計(jì)來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比~MEMS傾角計(jì)型號(hào)繁多,選擇取決于具體應(yīng)用對(duì)精度、量程、溫度范圍、抗振性、接口、封裝尺寸和成本的要求。
意法半導(dǎo)體 (STMicroelectronics - ST)加速度計(jì)可用于傾角
IIS2ICLX: 新一代高精度、低噪聲MEMS加速度計(jì),±2g量程,噪聲密度低至65 μg/√Hz,非常適合高精度傾角測(cè)量(工業(yè)設(shè)備、平臺(tái)調(diào)平)。提供數(shù)字輸出(I2C/SPI)。
IIS2DH: 低功耗、高性價(jià)比加速度計(jì),量程可選(±2g/±4g/±8g/±16g),廣泛用于中低精度傾角應(yīng)用(物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子輔助功能)。
博世傳感 (Bosch Sensortec)傾角應(yīng)用的典型型號(hào):
BMA400:超低功耗加速度計(jì),專為始終開(kāi)啟(Always-On)應(yīng)用設(shè)計(jì)(如可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器),適合對(duì)功耗要求極高的傾角監(jiān)測(cè)。
BMI088:高性能6軸IMU(加速度計(jì)+陀螺儀),具有優(yōu)異的抗振性和溫度穩(wěn)定性,常用于無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、工業(yè)設(shè)備等高動(dòng)態(tài)或需要姿態(tài)融合的應(yīng)用中的傾角測(cè)量。

TDK (旗下InvenSense)傾角應(yīng)用的典型型號(hào):
ICM-42670-P: 高性能6軸IMU,低噪聲,高穩(wěn)定性,帶精確的片上溫度傳感器,適合需要高精度姿態(tài)(含傾角)的應(yīng)用。

亞德諾半導(dǎo)體 (Analog Devices Inc. - ADI)傾角應(yīng)用的典型型號(hào):
ADXL345: 經(jīng)典款數(shù)字加速度計(jì),±2g/±4g/±8g/±16g量程,I2C/SPI接口,性價(jià)比不錯(cuò),應(yīng)用廣泛。
ADXL355/ADXL357:超低噪聲、高穩(wěn)定性MEMS加速度計(jì)的代表作。ADXL355量程±2g/±4g/±8g,ADXL357量程±10g/±20g/±40g。噪聲密度低至20 μg/√Hz以下,溫漂極小,是高精度傾角測(cè)量(結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、精密儀器、平臺(tái)控制)的頂級(jí)選擇。
ADIS16209: 集成了三軸加速度計(jì)、信號(hào)調(diào)理、溫度補(bǔ)償和傾角計(jì)算的完整傾角計(jì)模塊,直接輸出校準(zhǔn)后的角度值(±180°),簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),適用于要求高的工業(yè)應(yīng)用。

村田制作所 (Murata)典型型號(hào):
SCL3300:高性能、高抗振三軸加速度計(jì)/傾角計(jì)。量程±2g/±4g/±8g,具有驚人的抗沖擊能力(>20, 000g)和優(yōu)秀的抗振動(dòng)性能,SPI接口。是工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、振動(dòng)篩分設(shè)備等強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境下的首選之一。
SCL3400: 同樣以高抗振著稱的雙軸MEMS傾角計(jì),提供模擬輸出。
SCA3300:特別適合在挖掘機(jī)、農(nóng)用機(jī)械等強(qiáng)振動(dòng)+寬溫變場(chǎng)景中應(yīng)用。
美新半導(dǎo)體 (Memsic - 現(xiàn)屬華燦光電)傾角應(yīng)用的典型型號(hào):
MXC4005XC: 三軸數(shù)字加速度計(jì),I2C接口,以其優(yōu)異的零點(diǎn)溫度穩(wěn)定性在傾角應(yīng)用中受到關(guān)注。
二、 選擇型號(hào)時(shí)關(guān)鍵考慮因素
精度要求:需要測(cè)量的角度精度是多少?
量程:測(cè)量范圍多大?小傾角還是大角度?
小傾角要求傳感器在±1g或±2g量程下噪聲低;
大角度可用±4g或更高量程。
溫度范圍與穩(wěn)定性:工作環(huán)境溫度如何?是否需要寬溫(-40°C to +125°C)?溫漂指標(biāo)是否關(guān)鍵?
抗沖擊與振動(dòng):應(yīng)用環(huán)境振動(dòng)大嗎?工程機(jī)械、車輛等必須選擇高抗振型號(hào)
接口:需要模擬輸出(電壓/電流)還是數(shù)字輸出(I2C, SPI, UART, CAN)?或者標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出4-20mA?
功耗:是否是電池供電?低功耗是否有要求?
封裝尺寸:空間是否受限??jī)A角計(jì)體積大小要考慮
成本預(yù)算:消費(fèi)級(jí)?工業(yè)級(jí)或者模塊等
單軸 vs 雙軸:需要測(cè)量一個(gè)方向還是兩個(gè)垂直方向的傾角?
集成度:需要裸加速度計(jì)自行處理,還是帶片上溫度補(bǔ)償、濾波甚至直接輸出角度的模塊
三、 總結(jié)與建議
高精度、低噪聲首選 | ADXL355/357 IIS2ICLX ICM-42670-P |
強(qiáng)抗沖擊/抗振動(dòng)惡劣環(huán)境首選 | SCL3300SCA3300 |
超低功耗應(yīng)用首選 | BMA400 IIS2DLPC |
高性價(jià)比/通用型首選 | IIS2DH BMI323 IAM-20680 IIS2DLPC |
需要直接角度輸出模塊(簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)) | ADIS16209 |
消費(fèi)電子集成 | LSM6DSOBMA456, BMI323ICM-42670 |
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