基于A(yíng)DXL50加速度傳感器的導彈車(chē)載行軍檢測

0 引言

　　在導彈車(chē)載行軍過(guò)程中，車(chē)上的導彈會(huì )受到各種振動(dòng)的沖擊影響，這種振動(dòng)沖擊如果過(guò)大則會(huì )造成導彈的損傷或損壞。在此介紹了一種基于ADXL50單片集成加速度傳感器的加速度測量方法，用于檢測導彈在車(chē)載行軍過(guò)程中受到的振動(dòng)沖擊。單片集成加速度傳感器ADXL50體積小、方向性好、精度高、時(shí)漂與溫漂小;在+5V單電源下工作，使用方便，所需外圍元器件少;可靠性很高，在通電時(shí)可以承受500g的加速度沖擊，不加電時(shí)可以承受2000g的加速度沖擊而不致?lián)p壞。因此可以應用于導彈運輸車(chē)。

　　1 設計方案

　　設計方案如圖1所示：包括傳感器及外圍電路、信號處理裝置、顯示報警電路等3部分。傳感器及外圍電路封裝于小型屏蔽容器內，固定于導彈載行車(chē)上，ADXL50加速度傳感器采集振動(dòng)加速度信號，并輸出相應的電壓信號;信號處理部分接收到傳感器采集來(lái)的模擬電壓信號，對其進(jìn)行模/數轉換，將加速度的值顯示于LED上，然后進(jìn)行數據判斷與處理，當超過(guò)安全范圍時(shí)給出報警，提醒司機注意駕駛。

　　2 傳感器及外圍電路的設計

　　方案擬采用美國AD公司生產(chǎn)的ADXL50加速度計作為加速度傳感器。該器件集成在單片集成電路上，采用差動(dòng)電容作為敏感元件，直接輸出電壓信號，便于信號的采集與處理。

　　2.1 ADXL50的主要技術(shù)指標

　　測量靈敏度為19mV/g;滿(mǎn)刻度測量范圍為±50g;頻率響應范圍為DC～1 kHz;在開(kāi)關(guān)信號控制下可進(jìn)行自檢;內置緩沖放大器，可用于輸出靈敏度及零加速度輸出電平調節。

　　2.2 ADXL50工作原理和基本測量電路

　　ADXL50是一個(gè)完整的加速度測量系統，它將一個(gè)傳感器部件和完成加速度測量有關(guān)的電路，包括振蕩器、解調器、前置放大器、緩沖放大器、參考電源及溫度補償電路等。全部集成在一片硅晶片上。芯片封裝于10腳T0100管殼內，這10腳的定義如圖2所示。

　　圖3為加速度傳感器的原理框圖。其中使用了3個(gè)外接電容和3個(gè)外接電阻。C1用以決定測量系統的帶寬，C1和C2的容量一般選用O～0.2 2μF，C2一般為0.1μF即可。ADXL50在出廠(chǎng)前，廠(chǎng)家已將其前置放大器的測量靈敏度調整為19 mV/g，其Og時(shí)的輸出電壓VPR為1.8 V。因此，若加速度為±50g，則VPR=1.8V±O.95V，若加速度為±20g，則VPR=1.8 V±O.38V。由于在VPR上的信號不標準，不適于讀取進(jìn)行

　　顯示或進(jìn)行數字化處理。另外，ADXL50前置放大器的注入電流最大只能有25μA，驅動(dòng)能力很小，因此，VPR上的信號要做進(jìn)一步處理，才能滿(mǎn)足要求。一般外接幾個(gè)電阻與緩沖放大器構成一個(gè)放大環(huán)節，以調整傳感器的VPR的Og電位，并提高輸出信號的靈敏度。