角度分辨率0.0055°/LSB的倾角传感器多厉害？实验出真知

时间：2021-10-12 15:25:47

关键字：倾角传感器

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[导读]小到运动手环、无人机，大到机器人、机床设备、汽车、建筑物等，想要了解这些设备的细微角度姿态变化，就可以使用加速度或倾角传感器。其中，村田的倾角传感器是可同时输出加速度值和角度值的传感器，分辨率是考察它们精度的前提。大家可以先体验一款角度分辨率为0.0055°/LSB的倾角传感器，...

小到运动手环、无人机，大到机器人、机床设备、汽车、建筑物等，想要了解这些设备的细微角度姿态变化，就可以使用加速度或倾角传感器。其中，村田的倾角传感器是可同时输出加速度值和角度值的传感器，分辨率是考察它们精度的前提。

大家可以先体验一款角度分辨率为0.0055°/LSB的倾角传感器，直接上实验——

上面的加速度传感器实验中，妮mo使用的是来自村田的搭载SCL3300 -D01 三轴MEMS倾角传感器的测试板。

从实验数据实时变化上看，SCL3300 -D01 倾角传感器精度非常高，反应灵敏，轻敲桌面传感器可以迅速显示数据变化。在水平仪、倾斜补偿、机器控制、结构健康监测等各种要求在内的苛刻环境下，可以完美发挥它的优势。

轻敲桌面，传感器的数据变化

首先，SCL3300-D01三轴倾角传感器的三轴是指空间中的X，Y，Z三个维度，有了这三个维度，就可以捕捉被测物体的加速度或倾角变化。

然后，它工作原理其实很简单，主要分为了感知、数模转换、信号调理滤波、输出部分。即先使用3D-MEMS硅技术制成的感应元件感知加速度值，然后通过内置ASIC调理信号，最终将输出转换成SPI总线信号的加速度或角度等状态信息。

那么，为什么说SCL3300 -D01适合严苛的环境呢？主要有三个原因：

✔ SCL3300 -D01灵敏度高

12000 LSB/g with 10Hz LP，角度输出分辨率0.0055°/LSB，微弱的变化也可捕捉到。举个例子，假如在桌面平放一把30cm的直尺，直尺一端下方放一根发丝，将SCL3300-D01放置在直尺上方，一根头发丝引起的直尺的角度变化都可以被感知，简直可以称为现实版的豌豆公主了。

✔ 独有的3D-MEMS工艺

SCL3300 -D01中的感应元件使用的是村田研发的3D-MEMS工艺，将硅材料加工成3维结构然后充入惰性气体密封，同时通过精密的封装结构设计，进一步提升抗震性，使得传感器即使是在强烈震动的环境中也能正常工作。由牛顿第二运动定律F=ma（F是外力，m是质量，a是加速度）可知设定物体所受到的外力不变，则物体的加速度与质量成反比。而通过3D MEMS制作的内部感应元件相对其他工艺质量较大，灵敏度较高，更利于检测微弱的加速度信号。

另外村田的3D MEMS采用晶圆级工艺封装，密封性非常好，像一些化学品都不会影响测量，保证了测出数据的准确度。在性能方面优于其他所有的MEMS技术。

✔ 功耗低

SCL3300 -D01正常使用时的电流消耗仅为1-2 mA。省电模式下要更低，SCL3300可以切换到省电模式，功耗会下降到10μA，在此状态下，使用2节5号电池供电，SCL3300可连续工作约34年，但此状态为待机状态并没有数据输出能力。

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END
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