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一、產(chǎn)品概述
ADXL103是美國(guó)模擬器件公司(Analog Devices Inc.,ADI)推出的一款高性能單軸模擬輸出加速度傳感器，屬于ADI公司MEMS加速度計(jì)產(chǎn)品線中的重要成員。該器件集成了信號(hào)調(diào)理電路，能夠提供精確的加速度測(cè)量，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、傾斜測(cè)量和振動(dòng)分析等領(lǐng)域。
二、主要特性與參數(shù)
1.基本性能參數(shù)
測(cè)量范圍：±1.7g（可根據(jù)需求定制其他量程）
靈敏度：1000mV/g（典型值）
帶寬：0.5Hz至2.5kHz（用戶可調(diào)）
非線性度：±0.1%滿量程（典型值）
噪聲密度：110μg/√Hz（典型值）
零點(diǎn)偏移：±35mg（典型值）
2.電氣特性
工作電壓：3.0V至6.0V
工作電流：0.7mA（典型值）
輸出阻抗：4kΩ（典型值）
溫度范圍：
工作溫度：-40°C至+125°C
存儲(chǔ)溫度：-65°C至+150°C
3.機(jī)械特性
封裝形式：5mm×5mm×2mmLCC封裝
重量：約0.1克
沖擊耐受：10000g（無(wú)損壞）
三、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理
1.MEMS傳感結(jié)構(gòu)
ADXL103采用ADI專利的MEMS多晶硅表面微加工技術(shù)，傳感元件由多個(gè)微小梳齒結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)受到加速度作用時(shí)，可動(dòng)質(zhì)量塊相對(duì)于固定電極發(fā)生位移，導(dǎo)致電容變化。
2.信號(hào)鏈架構(gòu)
傳感單元：將機(jī)械加速度轉(zhuǎn)換為電容變化
調(diào)制解調(diào)電路：通過(guò)相位敏感解調(diào)技術(shù)將電容變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)
放大與濾波：提供可調(diào)增益和帶寬限制
緩沖輸出：低阻抗輸出驅(qū)動(dòng)能力
3.自檢功能
ADXL103內(nèi)置自檢功能，通過(guò)施加靜電力使傳感元件產(chǎn)生模擬加速度，用于驗(yàn)證傳感器功能完整性。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1.工業(yè)設(shè)備監(jiān)測(cè)
電機(jī)振動(dòng)分析
泵閥狀態(tài)監(jiān)控
旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷
2.結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)
橋梁振動(dòng)測(cè)量
建筑結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)
地震預(yù)警系統(tǒng)
3.慣性測(cè)量
平臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)
傾角測(cè)量
運(yùn)動(dòng)軌跡記錄
4.消費(fèi)電子
高端運(yùn)動(dòng)設(shè)備
虛擬現(xiàn)實(shí)控制器
專業(yè)攝影穩(wěn)定系統(tǒng)
五、與同類產(chǎn)品比較
|
特性 |
ADXL103 |
競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手A |
競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手B |
|
量程 |
±1.7g |
±2g |
±5g |
|
帶寬 |
2.5kHz |
1kHz |
500Hz |
|
噪聲密度 |
110μg/√Hz |
200μg/√Hz |
150μg/√Hz |
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接口類型 |
模擬 |
數(shù)字SPI |
模擬 |
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溫度范圍 |
-40~125°C |
-40~85°C |
-25~85°C |
ADXL103在帶寬和噪聲性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別適合需要高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景。
六、開發(fā)資源
1.評(píng)估工具
EVAL-ADXL103Z評(píng)估板
配套PC端數(shù)據(jù)分析軟件
2.設(shè)計(jì)文檔
完整數(shù)據(jù)手冊(cè)(Rev.E)
應(yīng)用筆記AN-1077（振動(dòng)測(cè)量技術(shù)）
應(yīng)用筆記AN-1025（噪聲分析）
3.仿真模型
SPICE宏模型
MATLAB/Simulink行為模型
七、注意事項(xiàng)
機(jī)械安裝：
使用剛性安裝表面
避免使用軟性粘合劑
注意安裝方向標(biāo)記
ESD防護(hù)：
所有引腳對(duì)ESD敏感
建議采用ESD防護(hù)措施
長(zhǎng)期穩(wěn)定性：
建議每12個(gè)月重新校準(zhǔn)
避免長(zhǎng)期暴露于極限溫度
焊接條件：
回流焊峰值溫度≤260°C
手工焊接溫度≤350°C
八、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和預(yù)測(cè)性維護(hù)需求的增長(zhǎng)，ADXL103這類高性能加速度傳感器將：
向更高集成度發(fā)展（如集成ADC和DSP）
增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化功能（支持工業(yè)總線接口）
提升環(huán)境適應(yīng)性（更高溫度、更強(qiáng)抗沖擊）
結(jié)合AI算法實(shí)現(xiàn)邊緣智能診斷
ADXL103憑借其優(yōu)異的性能和可靠性，在精密測(cè)量領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮著重要作用，為工程師提供了值得信賴的加速度測(cè)量解決方案。
