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Inertialsensoren

14. Oktober 2021

TDK Distributionspartner bieten Tronics AXO315, einen digitalen MEMS-Beschleunigungsmesser mit Kraftausgleich

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Die TDK Corporation (TSE: 6762) kündigt an, dass Tronics AXO®315, ein miniaturisierter einachsiger digitaler Hochleistungs-MEMS-Beschleunigungsmesser mit geschlossenem Regelkreis jetzt bei Digi-Key, Mouser und Farnell und ihren angeschlossenen Unternehmen Newark und Element 14 angeboten wird. Der AXO315 Sensor und sein Arduino-basiertes Evaluation Kit sind jetzt weltweit auf den Websites der drei Distributoren erhältlich.    

AXO315 ist ein In-plane-Beschleunigungsmesser mit einem Messbereich von ±14 g, der für hohe Präzision und Zuverlässigkeit in den anspruchsvollsten Umgebungen ausgelegt ist. Er erfüllt die härtesten Temperatur- und Vibrationsanforderungen, wie sie häufig in den Bereichen Industrie, Landfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Schifffahrt, Öl und Gas sowie Bauwesen auftreten. Er erreicht eine Nullpunkt-Fehlerwiederholbarkeit im Verlauf eines Betriebsjahres von 1 mg und eine Gesamt-Skalierungsfaktor-Wiederholbarkeit von 600 ppm in einem Temperaturbereich von
-55 °C bis +105 °C und unter Vibrationen von 4 g mit ausgezeichneter Schwingungsabsorption. Die Leistung wird durch die erstklassige Allan-Varianz-Eigenschaften weiter gesteigert: Die Grundinstabilität beträgt 4 µg, der Velocity Random Walk beträgt 0,006 m/s/√h und das Rauschen ist mit 15 μg/√Hz sehr niedrig. So werden eine hohe Auflösung und eine geringe Fehlerrate erzielt.

Seine Merkmale ermöglichen eine beträchtliche Reduzierung von Größe, Gewicht und Materialkosten für eine Reihe von Anwendungen. Dazu gehören Servo-Inklinometer und dynamische Neigungssensoren in industriellen Bewegungssteuerungen, inertiale Messeinheiten (IMU) und Trägheitsnavigationssysteme (INS) für die GNSS-gestützte Positionsbestimmung und die Navigation von bemannten und unbemannten Landfahrzeugen und Zügen.

AXO315 besitzt eine Kraftausgleich-Architektur und eine 24-bit-SPI-Schnittstelle in einem SMD-Gehäuse. Seine Performance entspricht der von verfügbaren analogen Quarz-Beschleunigungs­messern und mechanischen Neigungssensoren – und das bei einem Bruchteil der Größe, des Gewichts und des Preises. Er übertrifft außerdem alle handelsüblichen MEMS-Sensoren und erleichtert die Integration verglichen mit analogen Sensoren.

Dieses Produkt ergänzt das bestehende Angebot an digitalen Hochleistungs-Gyroskopen der Reihe Tronics GYPRO® für IMUs und INS mit hoher Leistung. Es verfügt über ein 1,4 g leichtes hermetisch dichtes SMD-J-Lead-Keramikgehäuse (12 × 12 × 5 mm3) und ermöglicht so eine kostengünstige Montage und Zuverlässigkeit auf der Leiterplatte – selbst bei schnell wechselnden Temperaturbedingungen.

Die AXO315 Beschleunigungsmesser werden im Werk von Tronics Microsystems im französischen Grenoble gefertigt, getestet und kalibriert. Die Sensoren können mithilfe eines Arduino-basierten Evaluation Kit analysiert werden, das speziell dafür ausgelegt ist, Entwicklern bessere Testfunktionen wie das Auslesen und Aufzeichnen der Ausgabe, die Neukalibrierung und digitale Selbsttests zu bieten.

Glossar

  • Einjährige zusammengesetzte Nullpunkt-Wiederholbarkeit: typische Nullpunkt-Fehlerwiederholbarkeit im Verlauf eines Betriebsjahres unter Temperatur- und Schwingungsbelastung.
  • Einjährige zusammengesetzte Skalierungsfaktor-Wiederholbarkeit: typische Präzision bei Betriebstemperatur im Verlauf eines Betriebsjahres.
  • Geschlossener Regelkreis/Kraftausgleich: Wenn eine lineare Beschleunigung auf den Sensor wirkt, wirkt diese auf die Prüfmasse, die wiederum durch das Anlegen von Strömen ausgeglichen wird, die elektrostatische Kräfte erzeugen (Betrieb im geschlossenen Regelkreis). Die angelegte Spannung ist direkt proportional zur einwirkenden Beschleunigung.

Hauptanwendungen

  • Servo-Inklinometer für präzise industrielle Bewegungs- und Neigungssteuerung
  • IMU und INS für Land- und untertägige Fahrzeuge, Züge und Roboter
  • Test-Instrumentierung

Haupteigenschaften und -vorteile

  • Hohe Präzision und Zuverlässigkeit mit einer einjährigen zusammengesetzten Nullpunkt-Wiederholbarkeit von 1 mg und einer zusammengesetzten Skalierungsfaktor-Wiederholbarkeit von 600 ppm bei Temperatur- und Schwingungsbelastung (–55 °C bis +105 °C, > 4 g Effektivwert der Schwingungsbeschleunigung). Dadurch eignet er sich für anspruchsvolle Anwendungen wie die Positionsbestimmung von Zügen und Landfahrzeugen, die Positions- und Bewegungssteuerung von Maschinen in der Schwer- und Bauindustrie sowie Test-Instrumentierung.
  • MEMS-Beschleunigungsmesser mit Kraftausgleich und geschlossenem Regelkreis; bietet dieselbe Leistung wie Quarzsensoren bei einem Bruchteil der Baugröße (< 0,8 cm3 gegenüber < 10 cm3), des Gewichts (< 1,4 g gegenüber 50 g) und des Preises (2 bis 3 Mal günstiger).
  • Das SMD-Bauteil mit digitaler SPI-Schnittstelle reduziert die Integrationskosten und BOM: standardmäßige Oberflächenmontage auf FR4-Platine, kein ADC erforderlich und einfachere Systemkalibrierung.
  • Unterliegt nicht den Ausfuhrbeschränkungen für Dual-Use-Geräte, wodurch der Bewegungsmesser ohne Exportlizenz in zivilen und sicherheitstechnischen Anwendungen eingesetzt werden kann.

Kenndaten

Leistung AXO315

Einheit

Typische Werte

Eingangsbereich

g

±14

Betriebstemperaturbereich

°C

-55 bis +105

Einjährige zusammengesetzte Nullpunkt-Wiederholbarkeit

mg

1

Vibration Rectification Error

µg/g²

20

Nullpunkt-Instabilität (Allan-Varianz)

µg

4

Velocity Random Walk (Allan-Varianz)

m/s/√h

0,006

Rauschen

µg/√Hz

15

Einjährige kombinierte Skalierungsfaktor-Wiederholbarkeit

ppm

600

Nichtlinearität Skalierungsfaktor

ppm

100

Bandbreite

Hz

>300

Datenrate

Hz

2500

Versorgungsspannung

V

5

Baugröße (L x B x H)

mm

12 x 12 x 5,5