對于傾角儀等應用，加速度計的直流響應是感興趣的信號，因為應用需要檢測靜態加速度計輸出的微小變化。在大多數應用中，例如平臺穩定，井下定向鉆井，起重機穩定系統，以及在道路平地機和測量設備中進行平整的建筑行業中，傾斜度變化可以假設為準靜態，因為傾斜度變化涉及的時間尺度通常遠小于加速度計的帶寬。然而，在振動監測和結構健康監測（SHM）等應用中，加速度計的交流響應也變得很重要，因為感興趣的信號可能具有功率分布在很寬頻率范圍內的頻譜。

由于振動是周期性的，光譜分析提供了一種表征振動曲線（振動，幅度和頻率之間的關系）的便捷方法。每一塊移動設備都有自己的振動輪廓，光譜色調通常代表設備的固有共振頻率。知道加速度計的靈敏度的頻率響應，例如，靈敏度如何隨施加的輸入振動的頻率而變化，有必要將加速度計輸出的頻率成分從電壓PSD [V /√Hz]縮放到加速度PSD [ g /√Hz]。 ADXL354和ADXL355是新型低噪聲，低功耗MEMS加速度計系列的一部分，可實現結構健康監測等低振動水平監測應用。本文討論了這些加速度計的交流響應以及在決定在此類應用中是否需要校準加速度計輸出時應考慮的因素。

有助于AC響應的因素

ADXL354和ADXL355加速度計使用模擬低通抗混疊濾波器來降低帶外噪聲。模擬抗混疊濾波器是一個sinc3濾波器，提供約1.5 kHz的固定帶寬（3 dB角）。這限制了ADXL354和ADXL355的帶寬，此外還濾除了ADXL355內部20位Σ-Δ模數轉換器（ADC）的混疊噪聲。 ADXL355還集成了一個額外的數字濾波器級，由低通抽取濾波器和可旁路高通濾波器組成。所有這些濾波器級的組合定義了這些裝置的交流響應。這些濾波器級有效地衰減了ADXL354和ADXL355在3 dB角落之外的靈敏度。 ADXL354和ADXL355中使用的MEMS傳感器在X軸和Y軸上的共振頻率約為2.5 kHz，在Z軸上的共振頻率約為2.1 kHz，從而在傳感器的共振頻率附近產生靈敏度的共振增強。

交流靈敏度的測量

執行正弦掃描振動測試以評估傳感器的頻率響應。加速度計用螺栓固定在夾具上，并安裝在Unholtz-Dickie 20型振動篩系統上。參考加速度計（PCB 320B14）用于校準振動器激勵，以及Endevco 133型信號調節器。對于ADXL354，振動研究VR9500用作振動控制器和數據采集系統。對于ADXL355，NI PCI 7850R用作數據采集系統。正弦振動信號的頻率從30Hz掃描到5kHz。在執行測量以將不同的靈敏軸與振動器系統的振動軸對齊后，加速度計的安裝會發生變化。

ADXL354

零件在±8范圍內運行 g 范圍，在正弦振動上具有1 g 峰值激勵，使用前一節中描述的設置。 ADXL354的靈敏度（歸一化為直流靈敏度）的頻率響應如圖1所示。從圖中可以推斷，由于模擬抗混疊濾波器，共振增強和衰減的組合限制了平坦頻帶（直流±5％變化）至約1.3 kHz。 +3 dB頻率角，例如，靈敏度是直流靈敏度兩倍的頻率，對于X和Y軸大約為2.1 kHz。 Z軸傳感器的品質因數低于X軸和Y軸傳感器，因此，交流靈敏度不等于任何頻率下直流靈敏度的兩倍。 Z軸傳感器的最大靈敏度處于其共振頻率。

ADXL355

零件在±8 g 范圍內運行使用上述設置，在正弦振動上具有5 g 峰值激勵。對于4 kHz的ODR選擇，ADXL355靈敏度的頻率響應如圖2所示。該圖顯示了所有頻率的靈敏度，標準化為直流時的靈敏度。由于ADXL355中實現了額外的數字濾波，因此扁平帶寬受用戶編程的ODR（帶寬= ODR / 4）限制。在此處顯示的圖中，4 kHz的ODR選擇導致-3 dB角約為1 kHz。器件諧振周圍頻率的振動會遇到靈敏度的共振增強。

校準

ADXL354和ADXL355的直流靈敏度保證在標稱值的±8％范圍內。如果未校準直流靈敏度，則直流加速度測量中的最大誤差為8％。如果需要更高的精度，可以通過將已知的輸入加速度應用于器件，通過測量每個軸的至少兩個值來實現直流靈敏度校準。執行此類校準的最簡單方法是將兩個方向（正方向和負方向）沿著每個軸定向到1 g 重力場。 1

ADXL354中的AC靈敏度變化主要取決于諧振頻率和品質因數的變化。這些參數的變化通常非常小，由工藝變化決定。多個器件的頻率變化通常小于2％，并且各部件的Q變化通常小于10％。圖3顯示了兩個ADXL354器件（X軸）與Q和諧振頻率差異很大的比較。抗混疊濾波器的組合以及諧振導致2 kHz時的歸一化交流靈敏度，對于兩個器件均等于1.63和1.74，差值約為6％。因此，如果加速度計檢測到100 m g 振動，Q值高于2 kHz，則另一個加速度計將報告與94 m g 相同的信號。在特定頻率下振動內容的絕對精度很重要的應用中，建議使用精密振動臺進行額外的交流校準。

總之，決定校準或不校準加速度計取決于感興趣的信號。對于需要監測振動諧波頻率絕對值的振動監測和結構健康監測應用，需要額外的校準。在用于跟蹤自然振蕩，振幅和頻率相對變化的應用中，ADXL354和ADXL355加速度計可與基線測量一起使用，無需額外校準。