淺析加速度傳感器的分類及應用

    現如今，很多現代人都非常注重自己的日常鍛煉，計步作為一種有效記錄監控鍛煉的監控手段，被廣泛應用在移動終端的應用中。

 

    目前，大部分的計步都是通過GPS信號來測算運動距離，再反推行走步數實現的。這種方法很是有效，但在室內或沒有GPS信號的設備上無法工作。同時，GPS精度對結果的干擾也比較大。

 

    為避免上述問題的出現，我們可以考慮一種新的測步方法，即：通過設備上的加速度傳感器來計算步數

 

    加速度傳感器，英文名稱為accelerationtransducer，是一種利用感受加速度并將其轉換為電信號的方式來測量加速力（加速力即指作用于物體上使物體處于加速過程中的力）的設備。目前已在汽車安全、智能產品、游戲控制等眾多領域都得到廣泛的應用。

 

    分類

 

    加速度計按原理的不同可分為線加速度計和角加速度計兩種。加速度傳感器一般可分為壓電式加速度傳感器、壓阻式加速度傳感器、電容式加速度傳感器和伺服式加速度傳感器四種。接下來我們就分別來看一下這六中加速度傳感器的工作原理是什么樣子的吧～～

 

    線加速度計

 

    線加速度計是利用慣性原理來進行工作的。根據公式A=F/M，即加速度=慣性力/質量，只需對慣性力F進行測量即可得出加速度A的大小。那么問題來了，慣性力F如何進行測量呢？可以用電磁力來平衡這個力，得出這個力與電流之間的對應關系，然后在實驗中標定這個比例系數就哦啦～

 

    角加速度計

 

    角加速度計是利用壓電效應來進行工作的，壓電效應的定義如下：當存在外力加于不存在對稱中心的異極晶體上時，該外力不僅會改變晶體的外在形態，還將改變其內部的極化狀態，在晶體的內部建立電場，機械力改變極化狀態的現象稱為正壓電效應。

 

    以角加速度計為例的大多數加速度計都是利用加速度致使晶體變形的特性來進行工作的。外力使得晶體變形，變形的同時會產生電壓，因此只需計算加速度與電壓的關系，即可將加速度轉換成電壓的形式輸出。

 

    壓電式加速度傳感器

 

    壓電式加速度傳感器是利用壓電效應來進行工作的，當加速度計振動時，加速度發生變化，加于壓電元件上的外力必然也會產生變化，若被測振動的頻率遠低于加速度計的固有頻率，則外力的變化與加速度成正比。

 

    壓阻式加速度傳感器

 

    壓阻式加速度傳感器基于MEMS硅微加工技術，具有結構簡單、體積小、功耗低等諸多特點，在汽車的碰撞實驗、設備的振動監測、儀器的測試等方面均有著廣泛的應用。

 

    電容式加速度傳感器

 

    電容式加速度傳感器基于電容原理的極距變化，同壓阻式加速度傳感器一樣采用了MEMS技術，在安全氣囊、手機移動設備等領域具備不可動搖的地位。

 

    伺服式加速度傳感器

 

    伺服式加速度傳感器工作于閉環狀態下，其振動系統由m-k系統構成，在m上接有電磁線圈，當有加速度輸入時，m偏離平衡位置，由位移檢測器檢測其位移大小并經伺服放大器處理后以電流的形式輸出，電流流經電磁線圈，在磁場中產生電磁恢復力力圖使m恢復平衡位置。伺服式加速度傳感器存在反饋，具有抗干擾能力強、動態性能好、測量精度高等特點，已廣泛地應用于慣性導航、慣性制導系統中。

 

    應用

 

    1）地震檢波器

 

    2）車禍報警系統

 

    3）高壓導線舞動的監測

 

    4）設備或終端姿態的檢測

 

    5）實現游戲的控制

 

    6）圖像自動翻轉功能

 

    7）計步器功能

 

    8）防手抖功能

 

    9）閃信功能