長(zhǎng)期以來(lái)，電解質(zhì)型傾角傳感器穩(wěn)定工作的應(yīng)用范圍從高性能航空電子系統(tǒng)延伸到高精度地震監(jiān)測(cè)儀器以及消費(fèi)電子領(lǐng)域。近年來(lái)，微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMs）加速計(jì)和傾角傳感器的應(yīng)用越來(lái)越普遍，應(yīng)用在汽車、游戲操控器和手機(jī)等消費(fèi)產(chǎn)品中，工業(yè)用途則有建筑激光儀器、地理監(jiān)測(cè)設(shè)備和機(jī)器水平調(diào)節(jié)儀。與電解質(zhì)型傾角傳感器相比，MEMs型產(chǎn)品通常尺寸更小，成本更低，因而成為生產(chǎn)制造中廣受歡迎的元件。

　　既然MEMs具備如此吸引人的特性，為什么人們?nèi)栽趶V泛使用電解質(zhì)型傾角傳感器？

　　性能

　　傾角傳感器的性能取決于多項(xiàng)屬性：漂移、可重復(fù)性和環(huán)境耐久性。

　　漂移意味著久而久之讀數(shù)不準(zhǔn)，需要經(jīng)常性的校準(zhǔn)。大部分MEMs產(chǎn)品要求穩(wěn)定的電壓供應(yīng)，設(shè)備的高重復(fù)性要求很好地控制在微伏范圍。要保證長(zhǎng)時(shí)間和不同溫度下的電壓穩(wěn)定性，就需要采用昂貴而高精度的電源。與MEMs產(chǎn)品相比，設(shè)計(jì)合理的電解質(zhì)型傾角傳感器具有優(yōu)勢(shì)，即其測(cè)量值是比率值，電壓的差異不會(huì)影響傳感器的讀數(shù)，因此在操作時(shí)不需要昂貴的電源。 

單軸電解質(zhì)型傾角傳感器的信號(hào)處理流程圖

　　盡管MEMs產(chǎn)品的性能在逐步提高，但在高可重復(fù)性應(yīng)用上仍無(wú)法與電解質(zhì)型傳感器競(jìng)爭(zhēng)。高端的電解質(zhì)型產(chǎn)品通常具備亞角秒級(jí)的可重復(fù)性，即便是價(jià)格低廉的產(chǎn)品現(xiàn)在也具備5角秒可重復(fù)性。非定制MEMs產(chǎn)品還不具備這種級(jí)別的性能，只有更昂貴的高端MEMs產(chǎn)品才具備此性能，而這要求昂貴的電子器件支持。

　　在極端條件下，電解質(zhì)型傳感器同樣勝過(guò)MEMs產(chǎn)品。產(chǎn)品的環(huán)境耐久性極大地影響其性能。電解質(zhì)型傳感器在 60℃至120℃的溫度范圍內(nèi)擁有良好的性能證明記錄，在特定應(yīng)用中的溫度范圍更寬，遍及航空航天、建筑、鉆井和太陽(yáng)能跟蹤。由于沒有易損耗的活動(dòng)件，電解質(zhì)型傳感器擁有很長(zhǎng)的使用期，能夠應(yīng)對(duì)振動(dòng)和沖擊。另外，電解質(zhì)型傳感器使用氣密封口，因此不會(huì)有濕氣問(wèn)題；而由于MEMs產(chǎn)品使用塑料包裝，濕氣會(huì)對(duì)其造成影響。

　　簡(jiǎn)易性

　　電解質(zhì)型傾角傳感器簡(jiǎn)單易用、性能優(yōu)越、堅(jiān)固耐久。將傾角傳感器集成到系統(tǒng)中就像讀取模擬電壓一樣輕而易舉，電壓只是與角度成比例。由于讀數(shù)是以比率計(jì)值，所以不需要完美的穩(wěn)定5伏電壓，只要傾角傳感器驅(qū)動(dòng)電壓與模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）基準(zhǔn)電壓相同即可。電解質(zhì)型傳感器可以在任何電壓下（5伏、3.3伏等）運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其電子器件非常簡(jiǎn)單，需要的功率非常低。甚至在更低的功率消耗下，能夠縮減工作周期，只在需要的時(shí)間讀數(shù)。通過(guò)使用一個(gè)電源以及一個(gè)具備雙數(shù)字端口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，利用少量的無(wú)源元件就能夠?qū)�傾角傳感器集成到系統(tǒng)中。

Fredericks公司的信號(hào)處理板，上面裝配了
TrueTilt金屬雙軸電解質(zhì)型傾角傳感器

　　正因?yàn)槠浜?jiǎn)單易用性，傾角傳感器有各種包裝可選，比如Fredericks公司專利的金屬罐電解質(zhì)型傳感器。一些新的陶瓷傳感器設(shè)計(jì)有安裝孔，以利于安裝到凹凸不平的機(jī)械包裝中。就像MEMs傳感器很容易安裝到電路板上一樣，F(xiàn)redericks公司生產(chǎn)的新型金屬電解質(zhì)型傾角傳感器可以直接焊接到一塊印刷電路板（PCB）上，從而很容易同其它電子器件集成。

　　為了達(dá)到高可重復(fù)性，傳感器需要密封才能在不同溫度下發(fā)揮最大性能。為了獲得角秒范圍角度的測(cè)量值，傳感器需要有具備最小熱變的穩(wěn)定基底。在這些應(yīng)用中，印刷電路板（PCB）并不是最佳的安裝選擇。對(duì)于密封，有許多種安裝方案。傳感器也可以安置在離印刷電路板一定距離的地方，從而避免使用定制板遠(yuǎn)距離安裝電子器件。

售后支持與實(shí)用性

　　非定制（或者廉價(jià)的）MEMs傳感器在商業(yè)驅(qū)動(dòng)的大規(guī)模應(yīng)用中，并沒有承諾將來(lái)的可用性。在生產(chǎn)周期很長(zhǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，采購(gòu)經(jīng)理和工程師不得不為過(guò)時(shí)零件尋找備件，許多時(shí)候?qū)��?dǎo)致重新設(shè)計(jì)電路板或產(chǎn)品以適應(yīng)新的MEMs產(chǎn)品的器件封裝。唯一的出路就是終身采購(gòu)該產(chǎn)品，或者花費(fèi)大量時(shí)間和資源對(duì)電子器件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和認(rèn)證。與MEMs傳感器供應(yīng)商相比，許多電解質(zhì)型傾角傳感器公司在產(chǎn)品和客戶支持上更加以客戶為中心。他們會(huì)為了滿足客戶需求而做出修改，無(wú)論數(shù)量多少都會(huì)銷售給客戶。傾角傳感器公司能夠長(zhǎng)期堅(jiān)持其產(chǎn)品，服務(wù)其客戶。即使正在開發(fā)創(chuàng)新部件，他們?nèi)匀焕^續(xù)生產(chǎn)遠(yuǎn)至上世紀(jì)60年代的零件，從而幫助客戶繼續(xù)生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品而無(wú)需頻繁地重新設(shè)計(jì)。

電解質(zhì)型傾角傳感器的未來(lái)

　　對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，MEMs傾角傳感器在成本、大小和性能上是可以勝任的。然而，在要求低漂移和高可重復(fù)性的應(yīng)用中，或者要求產(chǎn)品壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的應(yīng)用中，電解質(zhì)型傾角傳感器被證明是更好的選擇。某些電解質(zhì)型產(chǎn)品除了在性能方面的優(yōu)勢(shì)，還在價(jià)格上比同等性能的MEMs產(chǎn)品更具吸引力。一個(gè)金屬雙軸±65°電解質(zhì)型傳感器的成本通常少于5美元，而一臺(tái)相同性能的MEMs產(chǎn)品和電子器件，其成本在18至25美元之間，價(jià)格上是電解質(zhì)型的3.5至5倍。

　　電解質(zhì)型傾角傳感器的技術(shù)創(chuàng)新將繼續(xù)提高其性能和耐久性。新型厚膜基玻璃傾角傳感器在以極低的成本測(cè)量時(shí)能夠達(dá)到亞角秒級(jí)可重復(fù)性；陶瓷傳感器能夠在更高的溫度中工作；新的金屬傳感器能夠同時(shí)做到高可重復(fù)性、更大的測(cè)量角度和更小的尺寸。隨著近來(lái)創(chuàng)新的不斷出現(xiàn)，以及生產(chǎn)商的大力支持，電解質(zhì)型傾角傳感器將繼續(xù)成為令人信服的可靠的高性價(jià)比產(chǎn)品。

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