輝格科技SST300傾角傳感器硬件設計
上海輝格科技發(fā)展有限公司的傳感器是通過嚴格的開發(fā)和生產(chǎn)程序生產(chǎn)出來的。圖1是產(chǎn)品硬件電路的開發(fā)流程：
圖1 產(chǎn)品硬件電路開發(fā)流程
首先，公司根據(jù)用戶需求，結合國外同類產(chǎn)品的功能與技術指標，確定了公司產(chǎn)品的系列型號、功能、技術指標等，并以次為依據(jù)下達設計任務。
公司研發(fā)部接到設計任務書后，組織技術人員確定技術方案，并對方案中的關鍵技術進行了實驗驗證。若實驗驗證不能滿足要求，還要反復修正方案。方案正式完成后，公司組織相關技術人員并聘請公司外的相關技術專家對方案進行評審。
待方案評審通過后才按方案要求進行原理設計及電路板設計。在這兩次設計完成后都要進行設計評審。依據(jù)通過設計評審的技術文件加工生產(chǎn)樣機。經(jīng)過對樣機的功能及參數(shù)性能指標做嚴格的測試，若出現(xiàn)不符合任務書的要求，就再次修正設計，直到達到任務書的全部要求，最后才轉入正式生產(chǎn)。
下面結合產(chǎn)品硬件開發(fā)流程，簡要介紹SST系列傾角傳感器在開發(fā)過程中為達到性能指標對硬件電路的一些典型處理技術。
一、電源
首先，方案中要解決+9～+36V寬電壓下，SST傳感器能正常工作，且電壓的穩(wěn)定度要達到傾角敏感元件的指標要求。我們知道，各種穩(wěn)壓電源，在輸入電壓相差很大的情況下，起輸出電壓都會有所差別。為了解決這個問題，方案決定采用預穩(wěn)壓方式，即將+9～+36V寬電壓首先穩(wěn)定到一個合適的電壓，然后由傳感器各部分電路根據(jù)需要再將該電壓電源轉換成各自需要的電壓，如圖2所示。因此后續(xù)各部分電路的電源實際上是在一個已知的穩(wěn)定電壓下工作。這種設計保證了SST系列傳感器在生產(chǎn)調(diào)試、測試檢驗使用過程中的電源電壓的一致性，完全消除了傳感器寬電壓的影響因素。
圖2 SST系列傳感器中的電源方式
二、誤差分配
傳感器的誤差分配。由于誤差是測量儀器和傳感器的生命，其他所有設計工作都是為了保證整個傳感器的誤差不超標。根據(jù)傳感器的電路分析，如圖3所示，有以下部分影響傳感器的信號誤差即電源、傾角敏感元件、AD轉換及數(shù)字信號處理。由于數(shù)字信號處理屬軟件范疇，在此不做討論。
圖3 傳感器的誤差源分析（硬件電路）
三、敏感元件
傾角敏感元件是這些誤差源中最重要的。為了保證該元件的性能穩(wěn)定及誤差最小，我們選用了世界上最好的傾角敏感元件廠商芬蘭VTI科技公司的產(chǎn)品，如圖4所示；AD轉換采用美國TI公司產(chǎn)品，且AD轉換的位數(shù)高達22BIT，遠高于誤差要求，具有充分的誤差冗余；電源采用美國ANALOG公司產(chǎn)品，再結合前面介紹的電源處理方式，完全滿足傾角敏感元件對電源的要求。
圖4 傾角敏感元件
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