DIN EN 62047-19-2014 Semiconductor devices - Micro-electromechanical devices - Part 19 Electronic compasses (IEC 62047-19 2013) German version EN 62047-19 2013《半导体器件 微型机电装置 第19部分 电.pdf

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1、April 2014DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 17DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 31

2、.220.01!%+v1“2088314www.din.deDDIN EN 62047-19Halbleiterbauelemente Bauelemente der Mikrosystemtechnik Teil 19: Elektronische Kompasse (IEC 62047-19:2013);Deutsche Fassung EN 62047-19:2013Semiconductor devices Micro-electromechanical devices Part 19: Electronic compasses (IEC 62047-19:2013);German v

3、ersion EN 62047-19:2013Dispositifs semiconducteurs Dispositifs microlectromcaniques Partie 19: Compas lectroniques (CEI 62047-19:2013);Version allemande EN 62047-19:2013Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 31 SeitenDIN EN 62047-19:2014-04 2 Anwendun

4、gsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-08-21 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2014-04-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 62047-19:2011-11. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommissio

5、n Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 47F Micro-electromechanical systems“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben

6、soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normat

7、iven Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieh

8、t sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 al

9、s Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Eine Liste aller Teile der Normenreihe IEC 62047 Semmiconductor devices Micro-electromechanical devices ist auf der IEC-Website (www.iec.ch) einzusehen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPEN

10、NE EN 62047-19 September 2013 ICS 31.080.99 Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Bauelemente der Mikrosystemtechnik Teil 19: Elektronische Kompasse (IEC 62047-19:2013) Semiconductor devices Micro-electromechanical devices Part 19: Electronic compasses (IEC 62047-19:2013) Dispositifs semiconducteur

11、s Dispositifs microlectromcaniques Partie 19: Compas lectroniques (CEI 62047-19:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2013-08-21 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen

12、 Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in

13、 drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die off

14、iziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,

15、 den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechn

16、ical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62047-19:2013 DDIN EN 6

17、2047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 Vorwort Der Text des Dokuments 47F/156/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe der IEC 62047-19, erarbeitet vom SC 47F Microelectromechanical systems“ des IEC/TC 47 Semiconductor devices“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 62047-19:2013

18、angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2014-05-21 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenst

19、ehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-08-21 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text

20、der Internationalen Norm IEC 62047-19:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: ISO 11606 ANMERKUNG Harmonisiert als EN ISO 11606 (nicht mo

21、difiziert). 2 DIN EN 62047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen.4 3 Begriffe.4 4 Wesentliche Bemessungsdaten und Kennwerte .5 4.1 Aufbau eines E-Kompasses.5 4.2 Bemessungsdaten (Grenzwerte) .7 4.3 Empfohlene Betriebsbedingungen .7 4.4 Elek

22、trische Kennwerte .7 5 Messverfahren9 5.1 Empfindlichkeit der Magnetsensoreinheit 9 5.2 Linearitt der Magnetsensoreinheit11 5.3 Ausgangssignal der Magnetsensoreinheit in einer magnetischen Nullfeld-Umgebung.13 5.4 Querempfindlichkeit der Magnetsensoreinheit.15 5.5 Empfindlichkeit und Offset der Besc

23、hleunigungssensoreinheit.18 5.6 Frequenzbandbreite der Magnetsensoreinheit (analoger Ausgang) .20 5.7 Stromaufnahme22 Anhang A (informativ) Erluterungen zu wesentlichen Bemessungsdaten und Kennwerten.24 Anhang B (informativ) Endkoordinatensystem von E-Kompassen .25 B.1 Endkoordinatensystem von Magne

24、tsensoren25 B.2 Endkoordinatensystem des Beschleunigungssensors.25 Anhang C (informativ) Beschreibung von Nick-, Roll- und Gierwinkel anhand von Zeichnungen27 Literaturhinweise 29 Bilder Bild 1 Aufbau eines E-Kompasses6 Bild 2 Schaltung fr die Empfindlichkeitsmessung9 Bild 3 Messverfahren zur Messun

25、g der Linearitt.12 Bild 4 Messschaltung mit einer dreiachsigen Helmholtzspule 13 Bild 5 Messschaltung bei Verwendung eines magnetisch abgeschirmtem Raums oder einer magnetisch abgeschirmten Kammer14 Bild 6 Richtung des DUT .19 Bild 7 Blockschaltbild fr die Frequenzmessung.21 Bild 8 Messschaltung zur

26、 Messung der Stromaufnahme23 Bild B.1 Endkoordinatensystem von Magnetsensoren mobiler Endgerte.25 Bild B.2 Endkoordinatensystem von Beschleunigungssensoren 26 Bild C.1 Beschreibung von Nick-, Roll- und Gierwinkel anhand von Zeichnungen.28 Tabellen Tabelle 1 Kennwerte von Sensoreinheiten 8 Tabelle 2

27、Gleichstromkennwerte von E-Kompassen 9 3 DIN EN 62047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 1 Anwendungsbereich Im vorliegenden Teil von IEC 62047 sind sowohl Begriffe, Definitionen, wesentliche Bemessungsdaten und Kennwerte als auch Messverfahren fr elektronische Kompasse festgelegt. Die vorliegende Norm gil

28、t fr elektronische Kompasse, die entweder aus einer Kombination von Magnetsensoren und Beschleunigungs-sensoren oder allein aus Magnetsensoren bestehen. Diese Norm ist fr elektronische Kompasse in mobilen elektronischen Gerten anwendbar. Fr nautische elektronische Kompasse gilt ISO 11606. Elektronis

29、che Kompasse werden kurz als E-Kompasse“ bezeichnet. Bauarten von E-Kompassen sind zwei-achsige, dreiachsige, sechsachsige usw. E-Kompasse; alle diese Bauarten fallen unter den Anwendungs-bereich der vorliegenden Norm. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweis

30、e oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). Keine 3 Begriffe Fr die A

31、nwendung des vorliegenden Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 dreiachsige Helmholtzspule drei Helmholtzspulen, die magnetische Felder erzeugen, welche im rechten Winkel zueinander stehen 3.2 magnetische Nullfeld-Umgebung magnetische Feldumgebungen, bei denen die magnetische Feldstrke in ein

32、em Raum einschlielich eines zu prfenden Bauelements (DUT; en: device under test) kleiner ist als eine festgelegte Feldstrke Anmerkung 1 zum Begriff: Das zu prfende Bauelement wird in 4.1.7 beschrieben. 3.3 E-Kompass elektronischer Kompass Kompass, der einen Azimut mit Hilfe elektrischer Ausgangssign

33、ale von Sensoren berechnet und ausgibt Anmerkung 1 zum Begriff: Der Begriff E-Kompass“ wird als Abkrzung fr den elektronischen Kompass benutzt (siehe Anwendungsbereich). 3.4 zweiachsiger E-Kompass E-Kompass, in dem ein zweiachsiger Magnetsensor als Detektor fr den Geomagnetismus verwendet wird 3.5 d

34、reiachsiger E-Kompass E-Kompass, in dem ein dreiachsiger Magnetsensor als Detektor fr den Geomagnetismus verwendet wird 4 DIN EN 62047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 3.6 sechsachsiger E-Kompass E-Kompass, in dem ein dreiachsiger Magnetsensor als Detektor fr den Geomagnetismus und ein drei-achsiger Besc

35、hleunigungssensor als Detektor fr die Gravitation verwendet werden 3.7 magnetischer Nordpol magnetischer Norden Richtung der horizontalen Komponente eines an einem Ort wirkenden magnetischen Umgebungsvektors, wobei dies die gleiche Richtung ist, in die ein Kompass zeigt Anmerkung 1 zum Begriff: Der

36、Geomagnetismus wird mitunter durch technische Konstruktionen (Gebude, Fahrzeuge usw.) gekrmmt oder durch deren Magnetisierung besonders in Stadtgebieten beeinflusst. Genaugenommen sollte der geomagnetische Vektor deshalb als eine Art magnetischer Umgebungsvektor bezeichnet werden. Obwohl der magneti

37、-sche Umgebungsvektor nicht genau auf den magnetischen Nordpol zeigt, wird an dieser Stelle der magnetische Nord-pol“ als die horizontale Komponente eines magnetischen Umgebungsvektors definiert. 3.8 geographischer Nordpol Richtung der horizontalen Komponente eines Vektors, der an einem Ort zum Nord

38、pol der Erde (nrdliches Ende der Rotationsachse) zeigt, wobei diese Richtung gleich der des Nordens ist, auf den die Lngengrade oder Meridiane zeigen 3.9 Azimutwinkel Rotationswinkel um die z-Achse eines Endkoordinatensystems, der mit null Grad festgelegt ist, wenn die xy-Ebene eines Endkoordinatens

39、ystems horizontal verluft und die yz-Ebene den Nordpol einschliet, wobei die Drehung im Uhrzeigersinn als positiv definiert ist, wenn die z-Achse von der positiven zur negativen Richtung betrachtet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Der Azimutwinkel entspricht dem Gierwinkel, siehe Anhang C. Anmerkung 2

40、zum Begriff: Bezglich der Koordinatensysteme von E-Kompassen siehe Anhang B. Anmerkung 3 zum Begriff: Fr Erluterungen einschlielich grafischer Darstellungen siehe Anhang C. Anmerkung 4 zum Begriff: Festlegungen fr Flle, in denen die xy-Ebene eines Endkoordinatensystems nicht horizon-tal verluft, sin

41、d in Bearbeitung. 4 Wesentliche Bemessungsdaten und Kennwerte 4.1 Aufbau eines E-Kompasses 4.1.1 Allgemeines Ein E-Kompass besteht, wie in Bild 1 dargestellt, aus folgenden Einheiten: Magnetsensoreinheit; Beschleunigungssensoreinheit; Signalverarbeitungseinheit; periphere Hardwareeinheiten; peripher

42、e Softwareeinheiten. In bestimmten Fllen enthlt ein E-Kompass keine Beschleunigungssensoreinheit und/oder keine periphere Hardwareeinheit. 5 DIN EN 62047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 Legende 1 Magnetsensoreinheit 4 periphere Hardwareeinheit 2 Beschleunigungssensoreinheit 5 periphere Softwareeinheit 3

43、 Signalverarbeitungseinheit 6 DUT zu prfendes Bauelement Bild 1 Aufbau eines E-Kompasses 4.1.2 Magnetsensoreinheit Eine Magnetsensoreinheit besteht aus einem Magnetsensor zum Messen des magnetischen Felds einer geomagnetischen Ausprgung, mit der fr die Berechnung des Azimutwinkels unter Verwendung d

44、er vom Sensor gelieferten Ausgangssignale zwei oder mehr Achsen des magnetischen Felds gemessen werden, die rechtwinklig zueinander stehen. Zum Beispiel besteht die Magnetsensoreinheit im Falle eines dreiachsigen Magnetsensors aus einem x-Achsen-Sensor, einem y-Achsen-Sensor und einem z-Achsen-Senso

45、r, und die empfindliche Achse des x-Achsen-Sensors wird als die x-Achse festgelegt. 4.1.3 Beschleunigungssensoreinheit Eine Beschleunigungssensoreinheit besteht aus einem Beschleunigungssensor zur Messung der Gravitation. Die vertikale Richtung (horizontale Ebene) wird als Ausgangssignal geliefert,

46、und auf Basis dieser Information wird dann unter Bercksichtigung der korrigierten Hhe der Magnetsensoreinheit (Neigungswinkel) der Azimutwinkel berechnet. Zum Beispiel besteht ein dreiachsiger Beschleunigungssensor aus einem x-Achsen-Sensor, einem y-Achsen-Sensor und einem z-Achsen-Sensor, und die e

47、mpfindliche Achse des x-Achsen-Sensors wird als die x-Achse festgelegt. 4.1.4 Signalverarbeitungseinheit Eine Signalverarbeitungseinheit besteht aus einer Schaltungseinheit, um sowohl die Sensoreinheit anzu-steuern als auch deren Ausgangssignale zu verstrken. Ein Analog-digital-Wandler kann ebenfall

48、s ein Bestandteil sein. 4.1.5 Periphere Hardwareeinheit Eine periphere Hardwareeinheit umfasst eine digitale Schnittstelleneinheit, eine Datenspeichereinheit fr Informationen zur Steuerung von Registern und Gerten und eine Datenverarbeitungseinheit. 6 DIN EN 62047-19:2014-04 EN 62047-19:2013 4.1.6 P

49、eriphere Softwareeinheit Eine periphere Softwareeinheit umfasst nicht nur Treibereinheiten fr Bauteile, um Daten zu sammeln, sondern auch die entsprechende Software zum Konvertieren der Koordinateninformationen von Magnet- und Beschleunigungssensoren, um die Azimutwinkel auf Basis dieser Ergebnisse zu berechnen. 4.1.7 Zu prfendes Bauelement (DUT) Das DUT ist ein Funktionsaufbau bestehend au