### ADXL202双轴加速度传感器：高精度角度检测技术详解
#### 引言
ADXL202作为一款高性能的双轴加速度传感器，由ADI公司研发，广泛应用于机器人制造、导航定位系统、姿态监测等领域。该传感器不仅能够测量动态加速度，还能精确捕捉静态加速度，其测量范围覆盖了±(2~10)g，具备出色的噪声抑制能力和温度稳定性，是实现高精度角度检测的关键器件。
#### ADXL202传感器概述
##### 1.1 引脚定义及基本特性
ADXL202采用单片集成电路设计，集成了多晶硅表面微处理传感器和信号控制电路，实现开环加速度测量结构。相比其他加速度计，ADXL202在工作带宽、噪声抑制方面表现出色，且零重力偏差和温度漂移均保持在较低水平。主要引脚包括：
- **ST**（自检）：用于激活芯片自检功能，当接至VDD时，输出占空比为10%的波形，表明芯片正常工作。
- **COM**（公共地）：引脚4、7需接在一起并接地，确保信号稳定。
- **T2**：通过电阻RSET接地，调节输出信号周期，输出信号周期计算公式为T2=RSET/(125MΩs^-1)。
- **VDD**（电源）：工作电压范围为+3.0～+5.25V，建议通过100Ω的去耦电阻连接电源，以保证电源稳定性。
- **XFILT、YFILT**：用于接地的电容，调整带宽，滤除噪声，抑制零点漂移。
- **Xout、Yout**：输出端口，分别对应X轴和Y轴的加速度信号输出。
##### 1.2 测量数据的计算与处理
- **信号带宽的计算**：通过调整XFILT和YFILT引脚上的电容CX和CY，可以设定信号带宽。3dB带宽计算公式为f=5μF/C(x,y)，其中电容最小值为1000pF。
- **加速度计算**：利用T2引脚外接电阻改变T2周期（0.5～10ms），通过低通滤波器后，占空比调制器将信号转换为数字信号输出。根据占空比计算加速度，公式为a=(T1/T2-0.5)/(12.5%)。
##### 1.3 典型应用
ADXL202在倾斜度测量领域应用广泛。当传感器的敏感轴（x轴）与重力方向垂直时，其输出随倾斜度的变化约为每度17.5mg。然而，当倾斜角达到45°时，输出变化降至每度约12.2mg，分辨率有所下降。具体倾斜角度与加速度变化的关系参见表1。
| X轴对水平线的角度 | X轴输出/g | 倾斜1°对应输出变化/g | Y轴输出/g | 倾斜1°对应输出变化/g |
|---------------------|------------|------------------------|------------|------------------------|
| -90 | -1.000 | 17.5 | 0.000 | 17.5 |
| -75 | -0.966 | 16.9 | 0.259 | 16.9 |
| -60 | -0.866 | 15.2 | 0.500 | 15.2 |
| -45 | -0.707 | 12.2 | 0.707 | 12.4 |
| -30 | -0.500 | 8.9 | 0.866 | 8.9 |
| -15 | -0.259 | 16.8 | 0.966 | 4.7 |
#### 结论
ADXL202双轴加速度传感器以其高精度、宽动态范围、良好的温度稳定性和噪声抑制能力，在机器人制造、导航定位系统、姿态监测等领域展现出卓越性能。通过对信号带宽和加速度计算方法的理解，可以更有效地应用ADXL202传感器进行角度检测，为各种工程应用场景提供准确可靠的数据支持。
