La frecuencia de resonancia del chip del acelerómetro es un indicador de rendimiento muy importante, que está relacionado con el rango de frecuencia de funcionamiento del sensor.
El sensor del acelerómetro también es una estructura mecánica, por lo que también tiene una frecuencia natural. Como se muestra en la curva de amplitud-frecuencia de la Figura 1, cuando la frecuencia de vibración externa se acerca a la frecuencia de resonancia, el sensor resonará y la sensibilidad del acelerómetro aumentará rápidamente. La frecuencia correspondiente en este momento es la frecuencia de resonancia.
Cuanto menor sea el tamaño del sensor, mayor será la frecuencia de resonancia. La frecuencia límite superior del acelerómetro depende de la frecuencia de resonancia en la curva de amplitud-frecuencia. Generalmente, el rango de frecuencia de operación del sensor del acelerómetro es inferior a 1/3 de su propia frecuencia de resonancia. Cuando la frecuencia de vibración medida es mucho menor que la frecuencia de resonancia, la señal de salida del acelerómetro es proporcional a la aceleración medida.
Como se mencionó anteriormente, al aumentar la frecuencia de resonancia del chip sensor, se puede ampliar el rango de frecuencia de operación, la banda de frecuencia plana del sensor se ensancha, el rango de trabajo se amplía, el acelerómetro se puede usar en más escenarios y su aplicabilidad es mejor. Sin embargo, el aumento de la frecuencia de resonancia también es limitado. Según la siguiente fórmula, a menor masa del bloque, mayor frecuencia de resonancia.
Donde f0 es la frecuencia de resonancia, K es la rigidez equivalente del acelerómetro y M es la masa equivalente del sensor.
Por lo tanto, la frecuencia de resonancia es una restricción estricta que determina el rango de respuesta en frecuencia disponible del acelerómetro. Un diseño y una aplicación razonables requieren que la frecuencia de operación se limite a menos de 1/3 de la frecuencia de resonancia, y en aplicaciones de alta precisión, debe limitarse a menos de 1/5 para garantizar la linealidad y la fiabilidad. La respuesta en frecuencia del ADXL356, que se muestra en la Figura 2, tiene una frecuencia de resonancia de aproximadamente 5,5 kHz y un ancho de banda de 3 dB de 2,5 kHz. En aplicaciones de alta precisión, el corte del filtro paso bajo generalmente se ajusta a menos de 1 kHz.
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