選擇加速度計參考指引 - 參數因素

如何選擇合適於應用的加速度計可能是個相當棘手的問題。為了幫助你選擇適合應用的裝置,以下例舉了一些有關裝置技術的考量。

1. 頻寬 (Hz): 感測器的頻寬表示加速度計響應或獲得可靠讀數的振動頻率範圍。通常,人類的身體無法做出超出 10Hz 至 12Hz 範圍的動作。因此,40Hz 至 60Hz 的頻寬足以感知傾斜或人體運動。

請注意:
在數位輸出加速度計中,頻寬是在所指定的輸出資料速率下可以取樣且不會混疊的最高頻率訊號。根據奈奎斯特取樣標準,頻寬是輸出資料速率的一半。

在類比輸出加速度計中,頻寬被定義為響應下降至直流(或低頻)加速度響應的-3dB的訊號頻率。

舉例而言,ADXL314 是一款數位輸出加速度計。它支援廣泛的頻寬響應和低功耗模式的測量。


ADXL314 的頻寬和輸出資料速率

2. 靈敏度 (mV/g或LSB/g): 靈敏度是輸出電訊號變化的偵測量,針對每個最小的可偵測訊號或機械輸入變化。此規格僅在單一給定的測試頻率下有效。

例如,BMA530 支援不同的加速度範圍,因而靈敏度也不盡相同,如下表所示。


BMA530 在不同加速度範圍下的靈敏度。

3. Noise Spectral Density (雜訊頻譜密度, µg/√Hz): 雜訊頻譜密度是雜訊的功率頻譜密度或每單位頻寬的雜訊功率。這種雜訊隨著頻寬的倒數平方根而變化。我們讀取加速度計變化的速度越快,準確度就越差。當輸出訊號在較低 g 條件下較小時,雜訊對加速度計性能的影響較大。
例如,ADXL357 具有超低雜訊譜密度(所有軸),即75 µg/√Hz。


ADXL357 的 Noise Spectral Density

4. Zero-g Bias 和 Zero-g offset Zero-g Bias 等級指定了當沒有加速度作用於裝置時,感測器的輸出電壓。加速度計的實際 Zero-g 水平可能與標稱值不同。通常,與理想 Zero-g Bias水平在規格書中指定為 Zero-g offset 。

例如,BMA456 的一般 Zero-g offset 約為 ±20mg。這意味著,Zero-g 輸出通常在預期的理想值上下 ±20mg 範圍內變化。


BMA456 的輸出訊號

5. 頻率響應( Frequency response, Hz ): 是在公差帶(如+/-5%等)內指定的頻率範圍,在這個範圍內感測器將檢測運動並報告真實的輸出。使用者可以利用指定的頻寬公差計算裝置在指定頻率範圍內的任何頻率下的靈敏度與參考靈敏度之間的偏差。

6. 動態範圍( Dynamic range, g ): 這是加速度計可以測量的最小可偵測幅度與輸出訊號失真或截斷前的最大幅度之間的範圍。