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加速度傳感器的原理以及選型要點(diǎn)

日期: 2017-08-02
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加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是個(gè)常量,比如g,也可以是變量。加速度傳感器有兩種:一種是角加速度傳感器,是由陀螺儀(角速度傳感器)的改進(jìn)的。另一種就是線加速度傳感器。

加速度傳感器和陀螺儀通常稱為慣性傳感器,常用于各種設(shè)備或終端中實(shí)現(xiàn)姿態(tài)檢測,運(yùn)動(dòng)檢測等,也就很適合玩體感游戲的人群。加速度傳感器利用重力加速度,可以用于檢測設(shè)備的傾斜角度,但是它會(huì)受到運(yùn)動(dòng)加速度的影響,使傾角測量不夠準(zhǔn)確,所以通常需利用陀螺儀和磁傳感器補(bǔ)償。同時(shí)磁傳感器測量方位角時(shí),也是利用地磁場,當(dāng)系統(tǒng)中電流變化或周圍有導(dǎo)磁材料時(shí),以及當(dāng)設(shè)備傾斜時(shí),測量出的方位角也不準(zhǔn)確,這時(shí)需要用加速度傳感器(傾角傳感器)和陀螺儀進(jìn)行補(bǔ)償。

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加速度傳感器針對(duì)不同的應(yīng)用場景,也在特性上體現(xiàn)為不同的規(guī)格。用戶需根據(jù)自身的具體需要選取最適合的產(chǎn)品。如上文提到的汽車車身沖擊傳感器或洗衣機(jī)等家電的振動(dòng)傳感器等來說,需選用高頻的加速度傳感器;對(duì)于硬盤的跌落和振動(dòng)保護(hù),需要中頻以上的加速度傳感器;而手持設(shè)備的姿態(tài)識(shí)別和動(dòng)作檢測只需低頻產(chǎn)品即可。

線形加速度傳感器的選取還需要考慮滿量程、靈敏度及解析度等元件的特性。滿量程表示傳感器可測量的最大值和最小值間的范圍;靈敏度與ADC等級(jí)有關(guān),是產(chǎn)生測量輸出值的最小輸入值;解析度則表示了輸入?yún)?shù)最小增量。

除此之外,加速度傳感器按輸出的不同還可分為模擬式和數(shù)字式兩種。其中模擬式加速度傳感器輸出值為電壓,還需要在系統(tǒng)中添加模數(shù)轉(zhuǎn)換;數(shù)字式加速度傳感器的接口芯片中已經(jīng)集成了ADC電路,可直接以SPI或I2C等實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸。數(shù)字式產(chǎn)品在成本上也有一定優(yōu)勢,因?yàn)楦哔|(zhì)量ADC通常比較昂貴,價(jià)格甚至可超過傳感器部分的單獨(dú)售價(jià)。

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