Figura 1: Circuito interno do ADXL150
Como mostra a figura 1, as placas fixas são polarizadas com ondas quadradas em antifase, de modo a cada ciclo a corrente que percorre o capacitor muda de sentido. A excitação tem freqüência de 100kHz e é de grande amplitude, o que resulta em baixa sensibilidade a ruído proveniente de dispositivos eletrônicos.
Figura 1: Circuito interno do ADXL150
Se a massa estiver centralizada, ambos os lados do
capacitor diferencial têm capacitâncias iguais, e a tensão
ac na massa é zero. No entanto, se a massa não está
centralizada devido a uma aceleração, o capacitor diferencial
torna-se desbalanceado. A forma de onda da massa é uma onda quadrada
cuja amplitude é proporcional ao deslocamento e, portanto, à
aceleração. A fase da tensão da massa em relação
à excitação determina a polaridade da aceleração.
A saída da massa é conectada a um
amplificador não inversor, que amplifica o sinal de saída
de 100kHz.
A saída é demodulada em um demodulador
síncrono que amostra a saída do amplificador, uma vez que
a tensão nesta esteja etabilizada.Detectando-se a diferença
entre os níveis de saída do amplificador para os dois estados,
a tensão de offset do amplificador é eliminada, de modo semelhante
a um amplificador estabilizado por chopper. Uma vez que o demodulador é
sincronizado em fase com a excitação, a polaridade do sinal
de saída indica corretamente a polaridade da aceleração
aplicada.
O ADXL150 tem um filtro passa baixa de Bessel ganho
3 de dois polos. Uma segunda entrada do filtro é conectada a um
divisor resistivo com um ganho de 1/6, ligado em um pino do ancapsulamento.
Isto fornece um ponto conveniente para ajuste de deslocamento do
acelerômetro.
O ADXL150 tem uma sensitividade de 38mV/g, medidos
no pino de saída. O alcance completo da escala é de ±50g,
portanto com uma variação total na saída de 3.8V,
com uma única fonte de 5V.
A tensão de saída é dada pela
relação:
onde o alfa é a aceleração dada em g's (1 g é aproximadamente 9.8 m/s2), e Vs é a tensão de alimentação, nominalmente 5V.
Este acelerômetro possui ainda um pino de auto-teste. Quando este pino é ativado, um sinal conhecido é aplicado ao sensor, criando um campo elétrico que o força a se mover. Isto gera um sinal conhecido na saída, que pode ser monitorado, permitindo verificar se o sinal na saída é o esperado, testando desta forma o acelerômetro.
