TDK电子

惯性传感器

2020年12月14日

TDK 推出带数字接口的高性能 TronicsAXO®315 力平衡 SMD MEMS 加速度计

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TDK 集团(东京证券交易所代码:6762)隆重发布高性能 TronicsAXO®315 微型单轴闭环 MEMS 加速度计。该加速度计配备24通道数字 SPI 接口,采用 SMD 封装,具备和石英传感器相当的优异性能,远超商用 MEMS 传感器,并且集成更简单,即使在工业、陆地、铁路和海军和建筑应用中常见的严苛温度和振动条件下,也能确保卓越的一年复合偏置可重复性 (1 mg) 和复合比例因子可重复性 (600 ppm)。凭借诸多优异特性,新的加速度计有助于显著降低工业运动控制单元、惯性测量单元 (IMU) 和惯性导航系统 (INS) 的尺寸、重量和材料成本。

AXO315 在平面内线性加速度的测量范围为 ±14 g,精确可靠,可轻松应对最具挑战性的工况。其额定工作温度范围为 -55°C 至 +105°C,正常使用条件下可实现 1 mg 的一年复合偏置可重复性,以及高达 4 g 的抗振动性能。Allan 方差特征增强的性能,出色的 4 µ偏置稳定性,0.006 m/s/√h 的速率随机游走,以及 15μg/√Hz 的超低噪音密度等诸多优势共同铸就了该加速度计的高分辨率和低误差特性。

全新的 AXO315 加速度计的性能不输于现有的模拟信号的石英加速度计和机械式倾角仪,但尺寸更小,重量更轻,价格也更实惠,并且根据理事会法规(EC)第428/2009 号附件1不受限于双重出口管制。相比于 Tronics 的上一代加速度计AXO®215,AXO315 的性能水平远超市面上的同类 MEMS 传感器元件,并且温度稳定性提高了 80%。新的加速度计很好地补充了 Tronics 当前的 GYPRO® 数字高性能陀螺仪产品线,适用于高性能惯性测量单元 (IMU) 和惯性导航系统 (INS)。其采用密封的SMD J引线陶瓷封装 (12 x 12 x 5 mm),重量仅为 1.4 g,极为轻巧,能降低印刷电路板上的组装成本并确保可靠性,即使在温度骤变的情况下也不例外。

卓越的性能和耐用性使得 AXO315 能在严苛工况下确保高精度和稳定性,非常适合工业运动控制单元中的伺服倾角仪和动态倾角仪,惯性测量单元 (IMU),用于 GNSS 的惯性导航系统 (INS) 辅助定位,以及有人和无人地勤车辆和火车的导航等应用。

AXO315 加速度传感器由法国格勒诺布尔的 Tronics Microsystems 工厂生产、测试和校准,目前已完成试生产和客户抽样测试。此外,该产品还可通过专为开发人员改良输出读数和记录、重新校准和数字自测等测试功能而设计的基于 Arduino 的评估套件对传感器进行评估。眼下,产品已全面投产,并计划于 2021 年夏季通过分销商网络面向客户销售。

术语

  • 一年复合偏置可重复性:在一定温度和振动下运行超过一年后的典型偏置可重复性误差
  • 一年复合比例因子可重复性:传感器运行1年期间在整个工作温度范围内的典型精度
  • 闭环/力再平衡:当传感器内置的质量块受到的线性加速度时,会通过施加产生静电力的电压来抵消加速度的影响并实现平衡(闭环操作)。施加的电压与输入加速度成正比

主要应用

  • 用于实现精确工业运动和倾斜控制的伺服倾角仪
  • 地面和地下车辆、火车和机器人用的惯性测量单元 (IMU) 和惯性导航系统 (INS)
  • 测试仪器

主要特点和优势

  • 卓越精度和高保真度:一年复合偏置可重复性为 1 mg;在一定温度和振动(-55°C 至 +105°C, > 4 g rms 振动)的一年复合比例因子可重复性为 600 ppm,广泛适用于各种严苛环境应用,如火车和车辆本地化,重型工业和建筑机械的定位和运动控制,以及测试仪器 
  • 力再平衡闭环 MEMS 加速度计,性能和石英传感器相当,但尺寸更小(<0.8 cm3 vs <10 cm3),重量更轻(<1.4 g vs 50 g),价格更实惠(便宜 2-3 倍)
  • 配备数字 SPI 接口的 SMD 元件,可显著降低集成和BOM成本:FR4 板上的标准SMT 组装,无需 ADC,系统校准更轻松
  • 非“双重用途”物品,无需出口许可证即可用于民用和安全用途

主要参数

AXO315的性能

单位

典型值

输入范围

g

±14

工作温度范围

°C

-55 to +105

一年复合偏置可重复性

mg

1

抗振动性能

µg/g²

20

偏置稳定性(Allan方差)

µg

4

速率随机游走(Allan方差)

m/s/√h

0.006

噪音密度

µg/√Hz

15

一年复合比例因子可重复性

ppm

600

非线性比例因子

ppm

100

带宽

Hz

>300

数据率

Hz

2500

电源

V

5

尺寸(长 x 宽 x 高)

mm

12 x 12 x 5.5