Trabalho de Instrumentação em eletrônica
Transdutores
Matrícula:
961874-0
Data
de entrega: 17/04/2000
Transdutor
Escolhido:
Acelerômetro
de precisão marca Analog Devices.
Grandeza
transduzida: aceleração
Unidade
no Sistema Internacional: m/s2
Descrição
Básica do Transdutor:
Descrição Geral:
O AXDL105 é um transdutor de um único eixo de alta performance e alta exatidão montado em um único chip. O AXDL105 oferece um aumento considerável na sua banda de freqüência e redução de ruído em relação ao transdutor da série anterior o AXDL05.
Este transdutor pode medir aceleração na faixa de +- 5 g com resolução de 2mg e também me vibração utilizando a alta banda de freqüência, ou seja, mede aceleração dinâmica (vibração) e aceleração estática, como força inercial e gravidade.
Sua saída pode ser ajustada entre 250mV/g até 1,5V/g colocando-se amplificadores e resistores externamente. Este transdutor conta também com um sensor de temperatura com saída de 8mV/ºC para uma eventual correção de offset e temperatura quando se deseja alta exatidão.
O AXDL105 está disponível em um CI de 14 pinos com versões especificadas para 0 até 70ºC e –40 até 85ºC de faixa de operação. Peso em torno de dois gramas. Agüenta 1000g sem ser destruído(sem estar alimentado).
Constituição:
O dispositivo é fabricado em um circuito integrado que combina o sensor mecânico e o circuito de condicionamento notável eletrônica em uma única peça de CI. Os elementos de sensor são, construídos de 2um poli-silicone duro, tem tamanho de característico, uma massa de só 0.4ugram. Com uma capacidade de fonte na casa de 60fF, a produção notável por estes dispositivos está facilmente perdida devido à capacidade parasitária ou ruído. Só a presença de condicionamento e permite ler os sinais minuciosos sem interferência. Uma técnica de demodulação síncrona comumente chamado um ' bridge' de AC é usado aumentar imunidade de ruído e melhorar sinal
O tamanho e massa do lugar da viga estrutural são um grande problema no desempenho dos dispositivos. Fazer um acelerômetro de precisão é ideal ter tanta massa quanto possível e ter um sinal de saída grande. Ambos os parâmetros estão limitados pelo tamanho do elemento de sensor.
A meta de desígnio do XL105 era melhorar a robustez do sensor alcançando aproximadamente cinco vezes melhoria em desempenho acima de produtos existentes.
Esquema do circuito interno:
Descrição dos pinos:
1 Saída do sensor de temperatura
2, 3, 5 Sem conexão.
4 Comum
6 Self-test
7 Comum (substrato)
8 Aout Saída do acelerômetro
9 Vmid Vdd/2 Tensão de referência
10 Entrada não inversora do ampificador
11 Entrada inversora do amplificador
12 Sáida do amplificador
13,14 Tensão de alimentação
Princípio de funcionamento
do sensor:
Para este dispisitivo sentir a variação de aceleração, ele sente a variação da capacitância interna do sensor. Quando uma aceleração é aplicada ao sensor eixos capacitivos internos ao sensor deformam mudando a capacitância. Esta mudança é na ordem de femto Farad, portanto bem pequena. Para amplificar esta diferença um amplificador operacional é montado no mesmo circuito integrado, dando ao usuário a possibilidade de projetar a amplificação conforme suas necessidades.
Exemplo
de projeto:
Foto do CI com resistores externos para
amplificação.
Tabela
de preços:
Modelo |
Status |
Encapsulamento |
Pinos |
Faixa de Temperatura |
Preço* |
ADXL105AQC |
PRODUCTION |
CERPAK(HERM CER SURF MOUNT) |
14 |
COMMERCIAL |
$19.95 |
ADXL105EB |
PRODUCTION |
CERPAK(HERM CER SURF MOUNT) |
14 |
COMMERCIAL |
$29.94 |
ADXL105EM-1 |
PRODUCTION |
CERPAK(HERM CER SURF MOUNT) |
14 |
COMMERCIAL |
$89.29 |
ADXL105EM-3 |
PRODUCTION |
CERPAK(HERM CER SURF MOUNT) |
14 |
COMMERCIAL |
$171.43 |
ADXL105JQC |
PRODUCTION |
CERPAK(HERM CER SURF MOUNT) |
14 |
COMMERCIAL |
$15.96 |
Exemplos
de Utilização
Indústria Automotiva: Controle de tração, Controle de direção, controle automático de altura de faróis.
Navegação: Junto com sensores magnéticos e GPS, pode compor sistema de navegação completo.
Indústria: Pode prevenir quebras de equipamento controlando vibração e outras necessidades.
Previsão de terremotos: Faz controle sísmico, dando ao pesquisador condições de estudo para calcular riscos.
Conclusão:
Este dispositivo é muito útil, pois pode desempenhar uma infinidade de funções devido à sua alta precisão conseguida com estudo de novos materiais e sistemas mecânicos. Como é produzido em grande escala por uma empresa já consagrada na área como a Analog Devices pode ser encontrado a preços relativamente acessíveis.
LINKS:
http://www.analog.com/iMEMS/products/ADXL105.html
documentação completa em PDF : http://www.analog.com/pdf/ADXL105_a.pdf