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AS1030A高性能电容式 MEMS 加速度计器件

AS2000加速度计是基于电容式 MEMS 的高性能数字加速度计,主要应用于地震、振动和惯性等领域。该系列加速度计采用高性能ASIC 与 MEMS 传感器组成闭环系统,噪声、动态范围、非线性、重复性、温度漂移、抗冲击等性能优越,是目前行业内最具竞争优势的产品之一。
AS2000具有 SPI 数字接口,支持片内温度补偿。

产品特性

闭环结构电容式MEMS加速度计
输入电源电压:4.75V ~5.25V
量程:±2g /±3g / ±10g / ±30g
输出:差分输出/单端输出
自检测模式:19Hz
内建温度传感器
输入轴偏心度:10mrad
恶劣环境中的可靠性和ERR状态监测
振动可靠性:6.06g,随机振动
抗冲击:6000g,0.15ms
工作温度:-40℃ ~ +125℃
封装:LCC20(9.0mm*9.0mm)
参数 (典型值) AS1002A 单位
量程 ±2 g
非线性度(满量程) 0.1 %
零位偏置 ±8 mg
零偏稳定性 0.05 mg
零偏重复性 0.15 mg
零偏温度系数 0.1 mg/℃
比例因子 1800 mV/g
比例因子稳定性 50 ppm
比例因子 重复 性 50 ppm
比例因子温度系数 50 ppm/℃
噪声谱密度(@100Hz) 1.2 μg/√Hz
频率响应(±5%带宽) 100 Hz
频率响应(-3dB带宽) 10000 Hz

典型应用领域

地震监测  结构/楼宇监测  惯性导航  平台稳定  工业和过程控制  能源探测

引脚描述

AS1000A 加速度计采用标准LCC20 陶瓷封装,图1 为其引脚排布图,引脚定义描述见表1。

引脚编号 引脚名称 引脚特性 描述
1, 3, 4, 5, 6,
8, 9,10,19,20
GND 接地 电源地
2 MODE 数字输入 输出模式选择(低电平为差分输出模式,高电平为单端输
出模式,缺省内部下拉)
7 VCC 电源 5V 电源输入
11 STEN 数字输入 自检测使能输入,缺省内部下拉,高电平自检测有效
12 RSTN 数字输入 外部复位输入,缺省内部上拉,低电平复位有效
13 PORN 数字输出 上电复位输出,电源电压稳定时输出为高
14 OUTP/V2P5 模拟输出 差分输出正/2.5V 参考电压输出
15 OUTN/OUTS 模拟输出 差分输出负/单端输出
16 TEMP 模拟输出 温度传感器输出
17 ERR 数字输出 自检测输出或系统报错输出
18 NC -- 无连接

技术指标

测试条件:VCC =5V,TA=25℃,差分输出,除非另有说明

参数 说明 最小值 典型值 最大值 单位
加速度传感器
量程   - ±30 - g
非线性度 全量程百分比,振动下 - 0.1 0.3 %
频率响应 ±5%带宽 - 60 - Hz
-3dB带宽 - 200 - Hz
谐振频率   - 6.0 - kHz
分辨率   - 200 - μg
噪声 在带宽内[0.1Hz ~ 100Hz] - 46.8 70.4 μgrms
@0.1Hz - 25 38.0 μg/√Hz
@1Hz - 12.0 18.0
@10Hz - 4.0 6.0
@100Hz - 3.0 4.5
偏置
零位校准   -60 - +60 mg
温度系数   -0.3 - +0.3 mg/℃
稳定性 1小时,1秒平滑,1σ - 0.10 0.12 mg
重复性   - 0.15 0.40 mg
比例因子
比例因子   118.8 120.0 121.2 mV/g
温度系数   - 50 120 ppm/℃
稳定性 - 50 120 ppm
重复性   - 50 120 ppm
交叉耦合
输入轴偏心度(Kp, Ko)   - 10 - mrad
温度传感器
输出电压@25℃   - 2.47 - V
灵敏度   - 8.3 - mV/℃
输出电流负载   - - 20 μA
输出电容负载   - - 30 pF
复位
RSTN输入阈值电压 低电平有效 - - 0.2 VCC
供电(VCC)
输入电压   4.75 5 5.25 V
运行电流消耗   - 5.4 - mA
启动时间 上电或RSTN拉高后 - 10 - ms
加速度传感器输出
输出电压   0.5 - 4.5 V
差分输出 满量程差分输出 - ±3.6 - V
共模电压   - 2.5 - V
电阻负载   10 - -
电容负载   - - 30 pF

绝对最大额定参数

这只是额定最大值,不表示在这些条件下或者任何其它超出技术规范操作章节中所示规格的条件下,器件能够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。

参数 注释 最小值 最大值 单位
电源电压   -0.3 5.8 V
各引脚电压   -0.3 VCC+0.3 V
工作温度   -40 +125
存储温度   -55 +150
振动特性 AS1002A /AS1003A
带电,随机 [20, 2000Hz],X、Y、Z轴各15mins
- 6.06 grms
AS1010A /AS1030A
带电,随机 [20, 2000Hz],X、Y、Z轴各15mins
- 20 grms
抗冲击 3次/轴,0.15ms半正弦波,X、Y、Z轴 - 6000 g
3次/轴,带电,0.5ms半正弦波,X、Y、Z轴 - 1500 g
ESD等级 HBM模式 -2 2 kV

自检测功能描述

AS1000A加速度计具有自检测功能。自检时,第11引脚STEN拉高至5V即可。自检测模式下,若加速度计正常工作,则自检测输出引脚ERR及传感器件差分输出OUTP和OUTN将输出19Hz左右的周期性方波,如图2所示。其他模式下自检测输出引脚ERR均为低电平。

图 2. 自检测输出端口波形曲线

系统报错功能描述

AS1000A 加速度计具有报错功能。当工作时出现过载,供电电压低于4.65V 以及在复位时,芯片ERR 引脚输出拉高, 表示系统输出有误。图3 为系统报错功能示意图。

复位功能描述

AS1000A 加速度计具有复位功能。复位时,第12引脚STEN拉低即可。复位模式下,加速度计输出(OUTP,OUTN)差模为零,共模为2.5V。复位取消后,加速度计输出经过4ms时间达到稳定工作状态。图3为复位模式下的输出波形图(图中加速度计处于1g状态)。

推荐应用电路

为了使 AS1000A加速度计工作在最优状态下,建议采用差分输出应电路如图 加速度计工作在最优状态下,建议采用差分输出应电路如图 加速度计工作在最优状态下,建议采用差分输出应电路如图 5所示。

推荐焊接方式

AS1000A为一款高精度MEMS加速度计,为了保证良好的额工作性能和可靠性,焊接时一定要注意:将器件放置平稳,不要震动,确保每个引脚都均匀的焊接,保证器件平行于应用电路板,且整各器件受力要均匀。

AS1000A 推荐使用锡/铅(Sn/Pb)焊接,也可以使用熔点低的无铅(Pb-Free)焊料(熔点不超过220℃)焊接。

推荐的回流曲线设置如下:

预热区——温度:常温—145℃,升温速度: 1-2℃/秒;

活性区——温度:145℃-165℃,保温时间:100秒;

回流区——温度:220℃回流时间:45秒;

冷却区——温度:220℃——常温,冷却速度:开炉膛自然降温。

 

实际使用时,根据所选的焊接材料适当调整以上参数(峰值温度不超过 220℃)。

维修、生产过程中禁止直接夹取、碰撞合金帽,异常操作或可导致合金帽脱落!

 

操作注意事项

AS1000A 加速度计采用密封的陶瓷管壳封装,可保护传感器不受外界环境影响。但是,不恰当的操作会对封装气密性 有影响,因为陶瓷封装的材料是氧化铝,比较脆。不恰当的操作还会对 MEMS 加速度计造成不可见的内部损害,甚至导致 电气故障或者可靠性问题。所以要小心处理此器件,避免此器件掉在坚硬的物体表面上,以防损坏。

此器件是 ESD 敏感器件。所以在此产品的制造、测试、封装、包装及操作过程中必须采用适当的防静电措施。推荐以 下使用指南

在 ESD 可控的环境下使用本产品;

将此产品存放在有 ESD 保护的环境中,比如放在 ESD 安全的托盘里或者防静电袋中;

操作本产品时需要佩戴防静电手腕带和防静电手套。

 

ESD 警告

遇到高能量 ESD 时,器件可能会损坏。因此,应当采取适当的 ESD 防范措施, 以避免器件性能下降或功能损失。

 

订购信息

订购编号(举例)
型号说明 封装说明
AS1003A ±3g LCC20

顶层标号说明

外形尺寸

封装尺寸如下表所示:

参数 说明 最小值 平均值 最大值 单位
引脚加工 镀金 0.5 - - μm
镀镍 2 - - μm
16 - - μm
重量   0.63 0.639 0.645
grams
尺寸 X 8.95 9 9.07 mm
Y 8.92 9.01 9.1 mm
Z 3.1 3.22 3.3 mm
封装 LCC基板 +金属帽, 金属帽, 金属帽, 20引
轴对准参考平面 使用LCC基板底部作为轴对准参考平面,不可用金属盖表面作为轴对准参考平面

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