アナログ電子回路技術者同士の交流のためのアナログ・デバイセズ提供の掲示板サイトです。
日々の回路設計活動での課題や疑問とそれらの解決、あるいはご意見やご提案などの投稿を是非お寄せください!
  トップページに戻る
 現在の総記事数
 Translation
スタッフ
 

閲覧数の多い投稿

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。
ポイント数が高い投稿

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。

アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

平素はアナログ電子回路コミュニティをご愛顧いただき誠にありがとうございます。

この度、アナログ電子回路コミュニティは2018年3月末日をもってサービスを終了することとなりました。それに伴いまして、本サービスへの新規会員登録は2月末日をもって締切りといたします。約10年という大変長い間、たくさんの皆様にコミュニティをご利用いただきましたこと、深く感謝申し上げます。

なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

今後ともEDN Japanをご愛顧くださいますようお願い申し上げます。


アナログ電子回路コミュニティ運営事務局
* LTC製品に関するご注意
申し訳ございませんが、現時点ではリニアテクノロジー社製品についてのお問い合わせは、リニアテクノロジー社の 技術サポートページ からお問い合わせください。

スレッド一覧に戻る

sakuradayori
タイトル
加速度センサーの分解能と感度計算例
ポイント []
pt.
アクセス2449
カテゴリーMEMS&センサー
キーワード 加速度センサ   10-bit resolution   Each axis   Vdd   at XOUT   Powered by Yahoo
投稿日時17/05/05 19:28
資料1、2,3をご参照し、Q1,2について教えてください
資料1、デジタル・加速度センサー、3軸、±2g / ±4g / ±8g / ±16g 、ADXL345データシート、3/36頁、表 1. 仕様、特に指定のない限り、TA = 25°C、VS = 2.5 V、VDD I/O = 1.8 V、加速度= 0 g、 CS = μF タンタル・コンデンサ、CIO = 0.1 μF。ODR 800 Hz。
Parameter2行目:OUTPUT RESOLUTION(分解能)、Each axis、±16 g Range 、13bits,
Parameter3行目: Sensitivity(感度) at XOUT, YOUT, ZOUT 、Each axis、 ±16 g, 10-bit resolution、29LSB/g(Min),32LSB/g(Typ),35LSB/g(Max)
http://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/data-sheets/ADXL345_jp.pdf
資料2、分解能計算例、加速度センサで角度検出してみるの巻、
http://nekolab.blogspot.jp/2013/05/blog-post_4.html
センサに設定してあるスケール(今回は±16g)の範囲で、13bitの分解能(高分解能モードの場合)で出力されます。出力が1だけ変化したときの重力加速度の変化は、
(16 + 16) / 2^13 = 0.00390635と、約3.9mgです。センサ出力の値に0.0039を掛けると、重力加速度に変換できます。ただしこれは、±16gのスケールと13bitの分解能の場合です。センサの設定が違えば、この値も変わってきます。
資料3、感度計算例、どのようにして+/-2gの加速度センサの感度が660mV/g,またはカウント/gであることを決定するのですか?
http://jp.kionix.com/faq
問題を防ぐために、0.1*Vdd = -2g、0.9*Vdd = +2g とすることにします。これにより、ゼロ g オフセットの公差と温度のばらつきを考慮した、0V および Vdd に対する十分なマージンが確保されます。また、これにより +/-2g という量が常に測定可能であるということも保証されます。この方法の感度の計算は次のようになります: (0.9*Vdd - 0.1*Vdd) / (+g レンジ - -g レンジ)。この例では、(0.9*3.3V - 0.1*3.3V) / (+2g - -2g) = (2.64V / 4g) = 0.66V/g = 660mV/g となります。
デジタル部品については、方法は似ていますが、出力ビット数に依存します。たとえば、12 ビットのデジタル部品は 0~4095 の測定値を出力します。上記公式の Vdd に最大測定値 (4095) を代入します。その結果、感度は (0.9*4095 - 0.1*4095) / (+2g - -2g) = (3276 / 4g) = 819 カウント/g となります。
Q1. ADXL345データシートの分解能に関する諸元:±16 g Range 、13bits,は資料2の分解能に関する諸元「今回は±16g)の範囲で、13bitの分解能(高分解能モードの場合)で出力」と同じです。1軸当たり「出力が1だけ変化したときの重力加速度の変化は、
(16 + 16) / 2^13 = 0.00390635と、約3.9mg」、3軸では、
二乗平均√(1/3)*(3.9^2+3.9^2 +3.9^2)=√(1/3)*3×15.21=3.9㎎と理解してよろしいでしょうか?教えてください。
Q2. ADXL345データシートの感度に関する諸元は VS = 2.5 V、VDD I/O = 1.8 V、Sensitivity(感度) at XOUT, YOUT, ZOUT 、Each axis、 ±16 g, 10-bit resolution、29LSB/g(Min),32LSB/g(Typ), 35LSB/g(Max)です。
Q2.1アナログセンサ換算感度は、(0.9*Vdd-0.1*Vdd)/(+gレンジ ー ‐gレンジ)
(0.9*1.8V-0.1*1.8V)/(+16g ― ‐16gレンジ)=0.045V/g=45mV/g
と理解してよろしいでしょうか?教えてください。
Q2.2デジタルセンサ換算感度は、±16g,10-bit resolution は2^10=1024なので、デジタル加速センサは、0から1023の測定値を出力する。
デジタルセンサ換算感度は、(0.9*1023-0.1*1023)/(+16g - -16g)=25.5カウント/g
と理解してよろしいでしょうか?教えてください。

コメントする     


sakuradayori 回答番号 3
タイトル
ADXL345仕様規格加速度測定範囲、出力分解能、感度の定義
ポイント
pt.
アクセス2007
投稿日時17/06/28 19:54
(出典1)ADXL345 、3 軸、±2 g/±4 g/±8 g/±16 g デジタル加速度センサー
http://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/data-sheets/ADXL345_jp.pdf
3/36頁、表1をご参照ください。
1.SENSOR INPUT、Each axis
1.1Measurement Range、Measurement Range、±2, ±4, ±8, ±16
Q1.各軸における加速度範囲は、重力加速度換算で、最小の測定範囲は―2g~2g、最大の測定範囲は―16g~16gですか?教えてください。
2.OUTPUT RESOLUTION(出力分解能)、 Each axis(各軸)
2.1 All g Ranges、10-bit resolution
2.2 ±2 g Range、Full resolution、10Bits
2.3  ±16 g Range、Full resolution、13Bits
Q2 ±2 g Range、Full resolution、10Bitsは、重力加速度g換算の分解能はいくらでしょうか?
4g/2^10=0.039g=+-0.0195gですか?
算出法を教えてください。
3.SENSITIVITY(感度)、Each axis
Sensitivity at XOUT, YOUT, ZOUT ,
2.1All g-ranges, full resolution,256(Typ) LSB/g
2.2  ±2 g, 10-bit resolution 、256(Typ) LSB/g
Q3. ±2 g, 10-bit resolution 、256(Typ) LSB/gの重力換算の感度解釈を教えてください。

sakuradayori 回答番号 2
タイトル
ご説明ありがとうございます。
ポイント
pt.
アクセス2050
投稿日時17/06/24 14:42
ご説明ありがとうございます。(出典1)とご紹介の(出典2)を参照し、ご説明の理解を下記項番1~3、イロハのように具体化しました。間違い等を教えてください。よろしくお願いします。
1.製品は電源電圧によるMEMSセンサー部の動作領域は、各レンジ(例えば±16g)を十分カバーするように作られている。
2.Q2 感度の定義とは検出範囲―16g~+16gと同一の定義である。
3.Q1 三軸加速度センサーの分解能は、構造特徴の点からX軸等各軸に対する傾斜角に応じて変化する。(出典1)
例えば、三軸加速度センサーのX軸が重力ベクトルの平面内にあり、地面の水平線と
X軸とのなす角をθとすれば、
X軸の出力Axは Ax=1g×Sinθ で与えられる。(出典2の式(1))
(イ)
地面に平行な水平線とX軸とのなす角(傾き角)をθが90度(下向きの重力べクトル1gと+X軸とが平行で向きが反対)の場合はAx(90度)=1gとなる。
傾き角分解能1度を満たす傾き角が89度場合は、Ax(89度)=0.9998gとなり、X軸の出力加速度Axの変化Ax(90度)-Ax(89度)は
Ax(90度)-Ax(89度)=1g-0.9998g =0.0002g=0.2mgとなる。
(ロ)傾き角分解能1度を満たす傾き角が24度と25度場合は、
Ax(24度)=1g×Sin24=0.4065g
Ax(25度)=1g×Sin25=0.4224g
X軸の出力加速度変化Ax(25度)-Ax(24度)=0.4224-0.4064=0.0160g=16mg
(ハ)傾き角90度付近のX軸の出力速度変化0.2mgは、傾き角24度付近のX軸の出力速度変化16mgに比べて、80分の1になり、X軸が水平面に近いほうが同じ傾き角に対して、大きな出力速度変化が得られるのが、三軸加速度センサーの特徴の一つである。


(出典1)加速度センサ,角速度センサのしくみの図参照(http://www.cqpub.co.jp/dwm/contents/0117/dwm011700700.pdf)
(出典2)加速度センサーによる傾きの検出 AN-1057
http://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/application-notes/AN-1057_jp.pdf

Braveman 回答番号 1
タイトル
ADXL345の稼動範囲とアプリケーションノート
ポイント
pt.
アクセス2205
投稿日時17/06/05 17:39
sakuradayoriさん

返信遅れて申し訳ございません。

まずQ2についてですが、弊社の製品では電源電圧によるMEMSセンサー部の動作領域は、各レンジ(例えば±16g)を十分カバーするように作られておりますため、±16gに満たさない製品は無いという考えです。従いまして、電源に対して0.1や0.9をかけて±16gとするという考えは適用する必要がございませんので、ご理解お願いします。デジタルコードに対しても同様です。

Q1の感度ですが、角度検出もご検討されていると考えますが、その場合、詳しく解説されたアプリケーションノートがございます。こちらをご参考にされては如何でしょうか?
http://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/application-notes/AN-1057_jp.pdf

宜しくお願い致します


スレッド一覧に戻る



コメント投稿

* コメントの投稿にはログイン(ユーザー登録)が必要です。


タイトル

* 50文字以内
『初心者でも大丈夫!』
(記事の内容が初心者向けの場合はここにチェックをしてください。)
本文

* あと6000文字

ファイル1
ファイル2
ファイル3

* 5MBまでのGIF, JPEG, PDF ファイルが投稿できます。

* 入力に時間がかかると、セキュリティのためにログイン情報が破棄されて書き込みが処理されないことがあります。投稿内容確認ボタンを押す前に、一旦文章をクリップボードにコピー(本文入力欄をクリック後Ctrlキー+A、Ctrlキー+Cと連続で押す)して、再貼り付けできるようにしておいて下さい。

ゲスト 様
投稿する場合はログインして下さい。 初めての方はこちらからご登録ください。

お知らせ
ユーザーランキング

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。


  個人情報保護方針会社情報お問い合わせ

copyright(c) 2010 - 2017 ITmedia Inc.