FAQ
Q2. 加速度センサでどうやって傾斜を計測するのですか？ 加速度センサと傾斜センサの違いは何ですか？
Q3. レシオメトリック特性およびレシオメトリック・エラーとは何ですか？
- 上下センサの計測方向は重力方向に並行です。水平センサの計測方向は重力方向に直交です。計測方向は製品ファミリーごとに異なります。たとえば、SCA61T と SCA610シリーズは装着面に並行方向、SCA620は装着面に直交方向が計測方向になります。
- 加速度センサを傾けると出力が変動します。このことから、加速度センサは重力を検出でき、また、傾斜角度を検出することも可能になります。加速度センサからの出力はg値に比例しているため、asinを介して角度換算することができます。つまり、加速度センサは傾斜計としても使用できることになります。
VTIテクノロジーの傾斜センサおよび加速度センサは、すべて同じ静電容量型MEMSを用いています。製品毎に目的に応じて最適化されていて、計測しようとするgの範囲で決まります。傾斜計のgの範囲の最大値は重力（約1g）です。VTIの加速度計は低gの±1gから最大±12 gまでを計測します。
- レシオメトリック特性とは、ゼロ点および感度変動が電源電圧変動に比例することを意味します。電源電圧が変動すると、出力も変動します。センサと計測部（A/D変換器）で同じ基準電圧を使うと、基準電圧のエラーが自動的に補正されます。
レシオメトリック・エラーとは、上述の比例関係の相対偏差（%）です。つまり、電源電圧の変化が5%のときに出力電圧の変化が3%の場合は、レシオメトリック・エラーは2%になります。
- 製品によって、周波数応答は基本的に1次または2次のローパス（LP）の値になります。ダンピング効果を用いたMEMSエレメントの場合は内部の減衰効果により1次ローパス（-20dB/decade）になり、広帯域のMEMSエレメントの場合はASIC内部フィルタリング（400Hz または1kHz）により2次ローパス（-40dB/decade）になります。ユーザーによる内部フィルタ特性の変更はできません。
- Q4-1.
- 傾斜センサの周波数応答は？
-
SCA61Tシリーズでは、18 ±10Hz（＠-3dB、1次ローパス）です。1Hzでの減衰は約0.1%です。
SCA610シリーズのCBxH1G部品では、6 ±4Hz（＠-3dB、1次ローパス）で、1Hzでの減衰は約5.6%です。
- Q4-2.
- 傾斜センサ SCA61T-FAHH1Gの周波数特性は？
- SCA61T-FAHH1Gの周波数応答は8～28 Hzです。内部ASICには400 Hzのローパスフィルターも使用しています。
- Q4-3.
- 傾斜センサ SCA610-CB1H1G の1000 Hzより上での減衰係数は？
- SCA610-CB1H1Gの減衰係数は1.0 kHzで-35dB、1次ローパス特性になります。
- Q4-4.
- コンデンサーを追加してSCA 61Tの周波数応答を下げることは可能ですか？ また、高次ローパスフィルターを追加して、周波数応答を下げることは可能ですか？
- はい、センサ出力にアクティブフィルタまたはパッシブフィルタを追加することにより可能です。出力の抵抗負荷と容量負荷は仕様限度内であることが必要です。
- Q4-5.
- VTIテクノロジーの説明では、SCA61TとSCA100の周波数応答は、分解能が0.002°のアナログ出力品は8Hzとなっていますが、データシートでは周波数応答は8～28Hzとなっています。違いは何ですか？
- SCA61TとSCA100Tの周波数応答はほぼ同じです。データシート上の周波数応答（8～28Hz）は、ばらつきの上下限を規定したものです。特に違いはございません。
- 加速度センサの検出範囲は、傾斜センサの0.5g（30°）から加速度センサの12gまでです。
- VTIテクノロジーが提供するセンサは、基本的に、ASICとMEMSエレメントを内蔵したPCBに実装可能な形状となっています。
- Q6-1.
- VTIテクノロジーの加速度センサや傾斜センサの内部には、何か充填されていますか？または、内部に隙間（空気またはガス）がありますか？
- VTIテクノロジーのほとんどの製品は、一体成型のプラスチックパッケージを用いています。上部には蓋があり、内部は空洞もあり、この空洞容量はSCA61Tで約20 mm3、SCA100Tで約70 mm3です。
- Q6-2.
- コンポーネントの底に複数の穴があります。自分でコンポーネントをプラスチックの中にモールドできますか？
- はい、問題なく対応可能です。
- 感度は、-1g時と+1g時の出力を元に、この2点を結ぶ直線の傾斜として定義されます。
感度エラーとは、上記2点を結ぶ線の傾斜からの相対偏差（%）で表されます。
- Q7-1.
- 傾斜センサ SCA610-CB1H1G の増幅度は0～1 Hzの間で何パーセント変動しますか？
- 増幅度は0～1 Hzの間で5.6%低下します。
- センサが所定の位置（測定方向）に装着された時の出力がゼロ点（オフセット）です。水平検知用傾斜センサおよび加速度センサでは0g時がオフセット値となり（規定面が上面となるように設置する）、上下加速度センサでは1gがオフセット値となります。オフセットエラーとは、センサがオフセット位置にある時に、最適値からどれだけずれているかを示します。
- Q8-1.
- SCA100Tの内部温度補正は自動的にオンになりますか？
- はい。
- Q8-2.
- センサに内蔵されている温度センサの出力を使ってオフセット温度ドリフトを補正できますか？
- はい、可能です。内蔵温度センサを使って、2次や3次の近似式による補正も可能です。
- Q8-3.
- SCA61T傾斜センサのオフセット・キャリブレーション精度は？
- 室温でのオフセット・キャリブレーション・エラーは最大+/- 5mg、標準値としては+/- 2mgです。電源投入500時間後のドリフト変動は約1mgです。温度ヒステリシスは約0.25mgです（傾斜センサの場合）。
- 非直線性（ノン・リニアリティーは、感度で決まる直線からの出力の偏差として定義されます。
- Q9-1.
- ±0.1gの測定範囲でリニアリティ・エラーが0.5mg未満の傾斜計を入手することは可能ですか？ また、リニアリティの温度影響はありますか？
- 0.5mgよりも良い特性を持ったセンサもございます。データ等、必要に応じて弊社までお問い合わせください。
- 他軸感度とは、測定軸以外からの加速度の影響を表したものです。例えば、X軸方向が検出軸の場合、Y軸やZ軸からの加速度に対してどの程度出力が変動するかを相対的に示したものです。
- Q10-1.
- 測定軸がZ軸の加速度センサの場合で他軸感度が± 5%ある場合、測定軸の傾き角度はどの程度になりますか？
- 他軸感度± 5 %は、約2.8°程度のエラーに相当します。つまり、Z軸と他の軸（例えばX軸）との角度は約87.2°と計算できます。
- Q10-2.
- VTIテクノロジーのデータシートでは、2軸傾斜計測センサの他軸感度は5%になる可能性があると記載されています。これを補正する方法はありますか？
- 当社のアプリケーションノート「AN32 Cross-axis Compensation」に具体例がございますので御参照ください。
- 傾斜角度がθ°の場合、傾斜センサ内部のマスに加わるg値は、sinθになります（検出軸が水平方向の時）。これより、傾斜センサの信号を角度換算することができます。より正確な角度を算出するには、他軸感度やリニアリティのエラー分を考慮する必要があります。
- センサの精度に影響する特性としては、分解能、レシオメトリック・エラー、感度エラー、ゼロ点（オフセット）エラー、非直線、他軸感度エラーなどがあります。また、ユーザーにおける各特性のキャリブレーション可否により、重要特性も変わってきます。このことから、精度については、総合的な評価よりも、各特性値を１つ１つ絞り込む方がセンサ実力を評価しやすくなると考えられます。VTI製品の各特性値は、データシートに記載されておりますのでご参照ください。 データシートはダウンロードページより入手できます。
- Q12-1.
- 分解能がフルスケールの0.1%の場合、0.001 × 90 = 0.09°の分解能を意味します。しかし、VTIテクノロジー製品のリピータビリティは0.03°となっています。リピータビリティが分解能よりも小さいのはなぜですか？
- 分解能0.1%はデジタル出力の分解能のことであり、リピータビリティは分解能0.03°よりも精度がよいアナログ出力で計測したものです。仕様書から、アナログ出力の分解能は、次のように計算されます。20µg×√8≒60µg → 約0.003°（帯域幅を8Hzとして計算）。帯域幅が8Hzの場合、アナログ出力の分解能はリピータビリティよりも10倍も良好になります。デジタル出力では、分解能とリピータビリティは同じ（0.18°/bit）です。
- Q12-2.
- アナログ出力を用いて、SPIインターフェースよりも高い分解能を得ることは可能ですか？
- はい、 アナログ出力の分解能はデジタルの分解能より高くなります。アナログ分解能はSCA61Tの出力ノイズ密度により制約されます。ノイズは15 µg / √Hzで、それにより分解能は以下のようになります： 0 ～0.1Hz →分解能5 µg、0 ～1Hz →分解能15 µg、0 ～10Hz→分解能50 µg、0 ～30Hz→分解能80 µg。
- Q12-3.
- リニアリティ、オフセット温度特性、感度温度特性などのデータはありますか？
- 製品一覧からデータシートを入手できる製品もございます。より詳細な情報が必要な場合は、VTIテクノロジーにお問い合わせください。
- Q12-4.
- SPIを使って傾斜センサと通信する場合、最大サンプリングレートはいくつですか？
- 約500 Hzです。
- Q12-5.
- SCA61Tシリーズのデジタル出力分解能は11bitです。一方、SCA103Tの分解能は12bitとなっていますが、11bitではの誤りではないですか？
- SCA103Tの実効分解能は12ビットです。11bit出力の差分を取ることで、12bitとなります。
- SCAシリーズのデモキットはVTIテクノロジー製加速度センサ評価用に設計されたものです。GUIによる視覚的な出力確認ができ、また、USB経由でセンサ出力をPCに取り込むことも可能です。
- Q13-1.
- SCAデモキットの回路図の公開は可能ですか？
- はい、VTIテクノロジーにお問い合わせください。デモキットのCD-ROMに公開回路図が入っています。
- Q13-2.
- デモキットの制御プログラムのC++言語ソースコードの入手は可能ですか？
- ソースコードは開示しておりません。
- Q13-3.
- 3軸（X、Y、Z軸）型のSCAデモキットがありますか？
- SCA3100のデモキットであればございます。当社までお問い合わせください。
- ユーザーにおけるキャリブレーション方法については、アプリケーションノート14 「オフセットキャリブレーション」（英文）をご参照ください。
- Q14-1.
- ユーザが校正データをSPI経由でSCA 61T/100T内に書き込むことはできますか？
- 基本的にお客様の校正データをセンサに書き込むことはできません。
- Q14-2.
- 温度補正はどのように動作していますか？
- 温度補正はASIC内部で、線形補正を行っています。
- Q14-3.
- SCA100TおよびSCA61Tシリーズ傾斜計について、実装誤差情報をEEPROMに焼きこみたいが、対応可能ですか？
- 基本的に、対応しておりません。
- VTIセンサの接続基本情報はデータシートをご参照ください。データシートはダウンロードページより入手できます。
- Q15-1.
- SCA100Tからのt、x、y情報を読み取るためのSPIマニュアルを入手できますか？
- テクニカルノートTN15「シリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI)仕様書」（英文）を参照ください。詳細はVTIテクノロジーにお問い合わせください。
- Q15-2.
- どうすればSCA100Tから傾斜角をデジタル形式で読み取れますか？
- テクニカルノートTN15「シリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI)仕様書」（英文）およびテクニカルノートTN13「角度とデジタル出力の相関」（英文）を参照ください。
- Q15-3.
- SCA610/620製品のEMIはどの程度ありますか？
- 自動車で要求されるレベルのEMIテストをクリアしています。CISPR22のクラスBの要件に準拠しています。帯域幅100kHz～1GHzで20dBuV/m程度です。
- Q15-4.
- SCA610製品の自己診断（STピンの使用）方法は？
- STピン= 0Vで自己診断オフ、STピン=Vddで自己診断オンです。
- Q15-5.
- 自己診断ピン（STピン）への電圧入力は、DC、ACのどちらですか？ また、最大印加電圧は？
- DC電圧で、Vdd+0.3V（絶対最大定格）以内です。
- Q15-6.
- ECUとSCA6x0シリーズの自己診断ピン（STピン）との接続について、何か推奨回路はありませんか？
- 特別な回路は必要ありません。自己診断テストはECUから直接稼動させることが可能です。推奨回路についてはSCA6X0シリーズのData Sheet に記載されておりますElectrical connections を参照ください。
- Q15-7.
- SCA61Tを使用中に、出力信号が変動することがありますが、なぜですか？
- 電源電圧変動が影響している可能性があります。VTIテクノロジー製品はレシオメトリックです。また、接続条件にも留意ください。アナログ出力負荷は最小10 kΩ、最大20 nFです。デジタル出力負荷は最大1 nF。電源電圧の安定化には最小100nFのコンデンサーが必要です。外部A/D変換器を使う場合は、SCA61T用の電力はA/D変換器用の基準電圧と同電位とすることが必要です。また、EMCのリスク（SCA61Tの近傍の高電圧、電動機等）を最小限とする必要もあります。
- Q15-8.
- SCA61Tおよび SCA100Tは3V駆動に対応していますか？
- 対応しておりません。最低電源電圧は4Vですので動作はしますが、動作保証は4.75V以上からとなります。
- Q15-9.
- SCA610は3V駆動に対応していますか？
- 駆動はしますが、性能は保証しておりません。