【应用】三轴低重力加速度计MSA311用在高精密的检测设备中，提供倾斜监测与测试数据校准补偿
应用背景与市场需求
山东某检测设备有限公司引进了一台高精密的检测设备，因该设备的水平精度直接影响着最终检测结果的数据精度，故对设备安装时的水平精度要求较高。在安装过程中，该设备的水平精度是通过一个水平仪来实现。随着时间推移，其倾斜和水平精度都无法量化输出，所以急需一种方案可以将这种倾斜数据量化输出，进行后续的校准补偿处理。
解决方案与采用产品
敏芯微推出的一款三轴低重力加速度计MSA311可以实现这种倾斜数据的检测，解决该公司的痛点。解决方案原理是利用三轴低重力加速度计MSA311在垂直方向上的重力加速度分量是g，在静止时其它方向的分量是0；当有倾斜变化时重力加速度会在X、Y轴产生重力分量，从而检测到待测设备的倾斜变化并对其进行校准补偿。为了进一步保证测量数据的准确性在设备的不同位置都放置了三轴低重力加速度计用于监测倾斜状态。
原理图
PCB布局图
从上方原理图和PCB布局图上可以看出，MSA311的硬件使用比较简单，通过IIC接口与处理器MCU连接；SCL和SDA上各加了一个上拉电阻，电阻阻值大小是4.7K。应用中如果使用GPIO去模拟IIC的通信协议可以通过将IO口设置为上拉输出可减少外部的上拉电阻。
图3 芯片实物图
敏芯微的MSA311是一种三轴低重力加速度计，具有I²C数字输出；工作电压覆盖宽：1.62V至3.6V；MSA311具有动态用户可选择的全刻度范围±2g/±4g/±8g/±16g，并允许以1Hz到1000Hz的输出数据速率进行加速度测量。
实际应用测试
芯片的实际尺寸是比较小的，封装上采用LGA-12的封装形式尺寸大小只有2*2*0.95mm。通过泰克示波器MSO54进一步的验证读写时序，用示波器测试SDA和SCL的读写时序如下图所示：
图4示波器测试数据
示波器中黄色标注的是时钟SCL，蓝色标注的是数据SDA；框选的位置是8位数据位加一位应答位，时钟的最后一位是应答位，从测试波形上看传感器MSA311对MCU的访问是有应答的。
应用选型参考
通过使用敏芯微三轴低重力加速度计MSA311实现了检测设备的倾斜检测，将倾斜情况量化输出并进行校准补偿，保证了检测设备的测试准确性。MSA311还可应用于睡眠监测、手势识别、自由跌落、运动监测等领域，在选型时有以下几点选型参考建议：
1、 电压范围宽: 1.62 V ~3.6V，在一些电池供电的设备应用中，保证在低电压情况下芯片也能正常工作。
2、 小尺寸：2*2*0.95mm ，封装形式采样LGA-12，与市面上流行的三轴低重力加速度计PCB封装封装尺寸兼容。
3、 输出支持1Hz ~ 1000Hz频率范围可调，用户灵活度高。
成果与效益
通过使用敏芯微三轴低重力加速度计MSA311实现了检测设备的倾斜检测，将倾斜情况量化输出并进行校准补偿，保证了检测设备的测试准确性，让设备测试数据更具有权威性与说服力。
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型号- MSM261D4030Z1CM,MSM261D4020H1CPM,MSA310,MSM261DHT001,MSB112S,MSM381ACT001,MSM381A3526H9BPC,MSPC110-ADS1,MSM381ACP003,MSA311,MSM381A2718Z6EM2,MSM261D3526H1CPM,MST706,MST705,MSPC01-GDL6,MSPC01-GDL7,P210L,MSM421A3722H9KR,MST701,MSPC01-GDL1,MSM381A3729Z9E-C,MSM421A2718H9KR,MSP881,MSP880,MSM381ADB001,MSM371DDB005,MSM421A3729H9KRMC,MSM381ACB026,MSM381A2718Z9EM2E,MSM261D4030H1CPM,MSB113S,MSPC500-ADS1,MSM381A2718Z9EM2,MSPC15M-ADS1,MSM381A2718Z9EM3,MSM381ACB022,MSM381A2718Z9ZM2,MSM261D3526Z1CM,MSM381A3729H9BPC,MSM381A3526Z9BMC
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