【导读】倾角测量技术专门用于测量物体相对于垂直/水平位置的倾斜度，在实际应用中随处可见。随着生产和科学的不断发展，倾角测量越来越广泛的应用于工业科研、汽车、能源收集利用、医疗保健、消费电子等各领域。MEMS加速度传感器是测量物体倾斜角度的常用器件，面对需求越来越大的市场需求，如何提高倾角测量的精度，成为众多传感器厂商竞相研究的重点。
目前在电力和通讯杆塔上，已经开始试装的倾角传感器可做为灾害和安全监控的有效手段，ADI的MEMS多轴加速度计产品可以提供高精度的解决方案并能根据客户的需求进行算法改进设计。今天，就为大家带来ADI的《基于MEMS的倾角模块解决方案》，感兴趣的小伙伴不容错过啦~
系统设计考虑及主要挑战
➤ 应用需求
● 30°范围内满足±0.05°精度要求
● 温度范围：-45°C~70°C
● 供电电压：3.5 V to 5.5 V
● 通信协议：客户定制的UART
➤ 目的
● 确信杆塔的施工是垂直于地面的
● 监控塔的倾斜角度并能提供报警信号到控制单元
➤ 各类未对齐的偏差
● 硅基片的轴到轴偏差
● 芯片在PCB上焊接偏差
● PCB安装偏差
● 模块装配偏差
➤ 系统校准可以消除大多数对齐错误
➤ 用户对齐
● 消除安装误差
● 相对测量模式
ADI的解决方案
➤ 高精度
● 0.001°分辨率：这由系统噪声决定
● ±0.05°模块精度：这是室温下的指标，这取决于系统校准 夹具，目前是0.05°的精度，有机会做得更好
● ±60°角度范围：±30°范围内精度略高
➤ 低噪声传感器
● ADXL355：25 μg/√Hz，专注于静态低噪声应用
● ADXL357：80 μg/√Hz，专注于震动场景，ADXL357虽然噪声性 能不及ADXL355但是它的抗震动指标VRE（Vibration Rectifification Error）震动整流误差好比ADXL355好
➤ 超低功耗
● 传感器运行功耗：200 μA ADXL355/7
● 处理器运行功耗：41 μA/MHz ADuCM4050 X 集成算法
● 传感器校准
● 滤波算法
● 用户对齐
● 相关倾角模式设定
系统框图
硬件框图如下图所示所示，电路的基本结构由三部分组成：超低功耗处理器、高精度加速度计以及电源。
软件框图
样机图片
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