辉格科技SST300倾角传感器硬件设计_辉格科技_

辉格科技SST300倾角传感器硬件设计

2012/9/13 11:28:55

上海辉格科技发展有限公司的传感器是通过严格的开发和生产程序生产出来的。图1是产品硬件电路的开发流程：

图1 产品硬件电路开发流程

       首先，公司根据用户需求，结合国外同类产品的功能与技术指标，确定了公司产品的系列型号、功能、技术指标等，并以次为依据下达设计任务。
       公司研发部接到设计任务书后，组织技术人员确定技术方案，并对方案中的关键技术进行了实验验证。若实验验证不能满足要求，还要反复修正方案。方案正式完成后，公司组织相关技术人员并聘请公司外的相关技术专家对方案进行评审。
       待方案评审通过后才按方案要求进行原理设计及电路板设计。在这两次设计完成后都要进行设计评审。依据通过设计评审的技术文件加工生产样机。经过对样机的功能及参数性能指标做严格的测试，若出现不符合任务书的要求，就再次修正设计，直到达到任务书的全部要求，最后才转入正式生产。
       下面结合产品硬件开发流程，简要介绍SST系列倾角传感器在开发过程中为达到性能指标对硬件电路的一些典型处理技术。

一、电源
首先，方案中要解决+9～+36V宽电压下，SST传感器能正常工作，且电压的稳定度要达到倾角敏感元件的指标要求。我们知道，各种稳压电源，在输入电压相差很大的情况下，起输出电压都会有所差别。为了解决这个问题，方案决定采用预稳压方式，即将+9～+36V宽电压首先稳定到一个合适的电压，然后由传感器各部分电路根据需要再将该电压电源转换成各自需要的电压，如图2所示。因此后续各部分电路的电源实际上是在一个已知的稳定电压下工作。这种设计保证了SST系列传感器在生产调试、测试检验使用过程中的电源电压的一致性，完全消除了传感器宽电压的影响因素。

图2 SST系列传感器中的电源方式

二、误差分配
传感器的误差分配。由于误差是测量仪器和传感器的生命，其他所有设计工作都是为了保证整个传感器的误差不超标。根据传感器的电路分析，如图3所示，有以下部分影响传感器的信号误差即电源、倾角敏感元件、AD转换及数字信号处理。由于数字信号处理属软件范畴，在此不做讨论。

图3 传感器的误差源分析（硬件电路）

三、敏感元件
倾角敏感元件是这些误差源中最重要的。为了保证该元件的性能稳定及误差最小，我们选用了世界上最好的倾角敏感元件厂商芬兰VTI科技公司的产品，如图4所示；AD转换采用美国TI公司产品，且AD转换的位数高达22BIT，远高于误差要求，具有充分的误差冗余；电源采用美国ANALOG公司产品，再结合前面介绍的电源处理方式，完全满足倾角敏感元件对电源的要求。

图4 倾角敏感元件

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