基于ADXL50加速度传感器的导弹车载行军检测

0 引言

　　在导弹车载行军过程中，车上的导弹会受到各种振动的冲击影响，这种振动冲击如果过大则会造成导弹的损伤或损坏。在此介绍了一种基于ADXL50单片集成加速度传感器的加速度测量方法，用于检测导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。单片集成加速度传感器ADXL50体积小、方向性好、精度高、时漂与温漂小;在+5V单电源下工作，使用方便，所需外围元器件少;可靠性很高，在通电时可以承受500g的加速度冲击，不加电时可以承受2000g的加速度冲击而不致损坏。因此可以应用于导弹运输车。

　　1 设计方案

　　设计方案如图1所示：包括传感器及外围电路、信号处理装置、显示报警电路等3部分。传感器及外围电路封装于小型屏蔽容器内，固定于导弹载行车上，ADXL50加速度传感器采集振动加速度信号，并输出相应的电压信号;信号处理部分接收到传感器采集来的模拟电压信号，对其进行模/数转换，将加速度的值显示于LED上，然后进行数据判断与处理，当超过安全范围时给出报警，提醒司机注意驾驶。

　　2 传感器及外围电路的设计

　　方案拟采用美国AD公司生产的ADXL50加速度计作为加速度传感器。该器件集成在单片集成电路上，采用差动电容作为敏感元件，直接输出电压信号，便于信号的采集与处理。

　　2.1 ADXL50的主要技术指标

　　测量灵敏度为19mV/g;满刻度测量范围为±50g;频率响应范围为DC～1 kHz;在开关信号控制下可进行自检;内置缓冲放大器，可用于输出灵敏度及零加速度输出电平调节。

　　2.2 ADXL50工作原理和基本测量电路

　　ADXL50是一个完整的加速度测量系统，它将一个传感器部件和完成加速度测量有关的电路，包括振荡器、解调器、前置放大器、缓冲放大器、参考电源及温度补偿电路等。全部集成在一片硅晶片上。芯片封装于10脚T0100管壳内，这10脚的定义如图2所示。

　　图3为加速度传感器的原理框图。其中使用了3个外接电容和3个外接电阻。C1用以决定测量系统的带宽，C1和C2的容量一般选用O～0.2 2μF，C2一般为0.1μF即可。ADXL50在出厂前，厂家已将其前置放大器的测量灵敏度调整为19 mV/g，其Og时的输出电压VPR为1.8 V。因此，若加速度为±50g，则VPR=1.8V±O.95V，若加速度为±20g，则VPR=1.8 V±O.38V。由于在VPR上的信号不标准，不适于读取进行

　　显示或进行数字化处理。另外，ADXL50前置放大器的注入电流最大只能有25μA，驱动能力很小，因此，VPR上的信号要做进一步处理，才能满足要求。一般外接几个电阻与缓冲放大器构成一个放大环节，以调整传感器的VPR的Og电位，并提高输出信号的灵敏度。