加速度センサのデータの変換式が知りたい

LIS331HH（ST）という加速度センサを使って電子工作をしていますが、初心者でよくわかりません。
詳しい方教えてください。
水平な机の上に基板を置いてデータを取った場合、
x軸＝０G、Y軸＝０G、Z軸＝１Gとなると思うのですが、
実際にデータは16ビットのデータが出力されます。例（ｚ軸＝１４５０hexとかでてきます）
この出力の16ビットデータをZ軸＝１Gに変換するにはどのような計算をすれば良いか教えてください。現在の設定値は±６G、５０Hzです。分解能は１２ビットです。

それから、データシートのSensitivityという項目がよくわかりません。
FS bit set to 0012 bit representationで3mg/digitとあるのですが、
この値から１Gを出そうとしたのですが、うまく計算があいません。
こちらについても教えていただけると嬉しいです。
よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 

  悩んでいるのは、X軸、Y軸、Z軸の出力されているデータの単位が良く分かりません。
  このデータはどのような単位なのでしょうか？
  やりたい事は、出力された16ビットのデータをGの単位のデータに変換したいのです。
  設定は±６G、５０Hzです。
  変換式が知りたいです。教えてください。よろしくお願いいたします。
  
  それから、LIS331HHの分解能は12ビットだと思っていますが、あっていますか？
  自信がないので教えてください。
  なぜ自信がないかと言うと、色々検索すると分解能16ビットと書いてるページがでてくるからです。
  12 bit representationとあるので、12ビットだと思っています。
  データシートの読み方が良く分かりませんのでご指摘頂けると嬉しいです。

    補足日時：2017/05/26 19:15

• 

  同じメーカーのほぼ同じような加速度センサ（LIS3DH）の製作記事があるのですが、
  下記のような記述があります。
  
  「値は12bitの2の補数なのでプラス側が0から0x7FF(1023.)、
  マイナス側が0xFFF(-1.)から0x800(-1024.)となります。
  ±2gの場合、1024で割ればgが求まります。」
  
  12ビットの2の補数は理解できますが、
  なぜ？±2gの場合、1024で割ればgが求まるのかが
  良く分かりません。
  また、今回は±６Gですので、その場合はいくつで割ればｇが求まるのでしょうか？
  詳しい方教えて頂けると悩みが解決します。
  もしくは参考になるようなサイトなどでも良いです。
  よろしくお願いいたします。

    補足日時：2017/05/26 19:39

No.4 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2017/05/26 20:50

＞同じメーカーのほぼ同じような加速度センサ（LIS3DH）の製作記事があるのですが、

＞下記のような記述があります。

＞「値は12bitの2の補数なのでプラス側が0から0x7FF(1023.)、
＞マイナス側が0xFFF(-1.)から0x800(-1024.)となります。
＞±2gの場合、1024で割ればgが求まります。」
＞
＞12ビットの2の補数は理解できますが、
＞なぜ？±2gの場合、1024で割ればgが求まるのかが
＞良く分かりません。
＞また、今回は±６Gですので、その場合はいくつで割ればｇが求まるのでしょうか？
＞詳しい方教えて頂けると悩みが解決します。
＞もしくは参考になるようなサイトなどでも良いです。
＞よろしくお願いいたします。

回答＞＞12ビットは1024ではなくて4096ですので割るのは4096で割らなくてはなりません。±６Gの場合は4096で割り算します。

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2017/05/26 20:44

＞それから、LIS331HHの分解能は12ビットだと思っていますが、あっていますか？

＞自信がないので教えてください。
＞なぜ自信がないかと言うと、色々検索すると分解能16ビットと書いてるページがでてくるからです。
＞12 bit representationとあるので、12ビットだと思っています。
＞データシートの読み方が良く分かりませんのでご指摘頂けると嬉しいです。

回答>>分解能は１２ビットです。このICはX,Y,Z軸の加速度のデータとしてそれぞれ下位バイトと上位バイトと別々に出力されてます。合計のビット数は８＋８＝１６ビットになりますがデータの有効ニット数は１２ビットのようです。９ページのTable 3.　の　So　の項目の条件に　12bit　 representation　とあります。

この回答へのお礼

詳しい説明をありがとうございました。

お礼日時：2017/05/30 11:25

No.2 回答者： xpopo 回答日時： 2017/05/26 20:15

＞そのようにすると3mg/digitの値がでてくると言うことでしょうか？

回答＞＞はい、この場合は測定された加速度は１Gです。その１Gを測定された2つの値の差で割り算しますので１digitあたりの加速度としてでてきます。
　ですから、データシートの９ページの仕様テーブル　Table 3.　の　So　から
　　FS bit set to 00の場合は　３ｍG／digit　typ
　　FS bit set to 01の場合は　６ｍG／digit　typ
　　FS bit set to 11の場合は　12ｍG／digit　typ
　に近い値になるという事です。
尚、出力データおよびデバイス（本IC)の設定はデータシートの２３ページ以降に説明されてます。上記FSビットの設定は
　CTRL_REG5（Table15. Register address mapのアドレスが出てます。）を設定します。詳細は２７ページの7.4 CTRL_REG4 (23h)にあります。
この中にFS1, FS0の記述がありますのでこれに従って設定します。

出力OUT_X、OUT_Y,OUT_Zのアドレスは２３ページのTable15に、またそれぞれの測定結果は29ページの７．９から１０ページの７．１１までに説明されてます。それによればデータは２の補数形式で記述されてるようです。

この回答へのお礼

詳しい説明をありがとうございます。

お礼日時：2017/05/30 11:24

No.1 回答者： xpopo 回答日時： 2017/05/26 15:28

こちらのデータシート（

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical …）の１４ページの2.5.1 Sensitivity　に説明されてるようにしましたか？
すなわち、
　まずセンサを水平に置いて出力の値をノートします。
　次にセンサを180度回して裏返しにします。そしてまた出力をノートします。
　以上の操作でセンサに±１Gが加わったことになります。
　このノートした２つの測定値を大きな方から小さい方を引き算してその結果を2で割れば実際のセンサーのsensitivity（感度）になる。
このように測定及び計算しましたか？

この回答へのお礼

ご返信ありがとうございます。説明の意味がわからなくて質問しました。そのようにすると3mg/digitの値がでてくると言うことでしょうか？
詳しく説明していただきありがとうございます。
出力データ（16ビット）をGに変換するのはどのような計算をすればいいのでしょうか？
水平に置いたときに、Z軸は１Gのはずなので、データが１Gでてるのを計算で確認したいのです。
多分、ｚ、Y、Zは少しずれてると思うので、そのデータを確認してオフセット調整する必要があると思っています。
G変換する計算式を教えていただけると嬉しいです。データシートに書いてあるのでしょうか？

お礼日時：2017/05/26 19:04