技術(shù)文章
Technical articles德國倍加福P+F傳感器技術(shù)動態(tài) 加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過程中,通過對質(zhì)量塊所受慣性力的測量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等
壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應(yīng),在加速度計受振時,質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率時,則力的變化與被測加速度成正比。
電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計是對比較通用的加速度傳感器。在某些領(lǐng)域*,如安全氣囊,手機移動設(shè)備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統(tǒng)(MEMS)工藝,在大量生產(chǎn)時變得經(jīng)濟(jì),從而保證了較低的成本。
折疊伺服式
伺服式加速度傳感器是一種閉環(huán)測試系統(tǒng),具有動態(tài)性 能好、動態(tài)范圍大和線性度好等特點。其工作原理,傳感器的振動系統(tǒng)由 "m-k"系統(tǒng)組成,與一般加速度計相同,但質(zhì)量m上還接著一個電磁線圈,當(dāng)基座上有 加速度輸入時,質(zhì)量塊偏離平衡位置,該位移大小由位移傳感器檢測出來,經(jīng)伺服放大器 放大后轉(zhuǎn)換為電流輸出,該電流流過電磁線圈,在磁鐵的磁場中產(chǎn)生電磁恢復(fù)力,力圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上,所以伺服加速度傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下工作。
由于有反饋作用,增強了抗干擾的能力,提高測量精度,擴大了測量范圍,伺服加速度測量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中,在高精度的振動測量和標(biāo)定中也有應(yīng)用。
汽車安全
加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。
在安全應(yīng)用中,加速度計的快速反應(yīng)非常重要。安全氣囊應(yīng)在什么時候彈出要迅速確定,所以加速度計必須在瞬間做出反應(yīng)。通過采用可迅速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)而不是振動不止的傳感器設(shè)計可以縮短器件的反應(yīng)時間。其中,壓阻式加速度傳感器由于在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用而發(fā)展快。
游戲控制
加速度傳感器可以檢測上下左右的傾角的變化,因此通過前后傾斜手持設(shè)備來實現(xiàn)對游戲中物體的前后左右的方向控制,就變得很簡單。
圖像自動翻轉(zhuǎn)
用加速度傳感器檢測手持設(shè)備的旋轉(zhuǎn)動作及方向,實現(xiàn)所要顯示圖像的轉(zhuǎn)正。
電子指南針傾斜校正
磁傳感器是通過測量磁通量的大小來確定方向的。當(dāng)磁傳感器發(fā)生傾斜時,通過磁傳感器的地磁通量將發(fā)生變化,從而使方向指向產(chǎn)生誤差。因此,如果不帶傾斜校正的電子指南針,需要用戶水平放置。而利用加速度傳感器可以測量傾角的這一原理,可以對電子指南針的傾斜進(jìn)行補償。
GPS導(dǎo)航系統(tǒng)死角的補償
GPS系統(tǒng)是通過接收三顆呈120度分布的衛(wèi)星信號來終確定物體的方位的。在一些特殊的場合和地貌,如遂道、高樓林立、叢林地帶,GPS信號會變?nèi)跎踔?失去,這也就是所謂的死角。而通過加裝加速度傳感器及以前我們所通用的慣性導(dǎo)航,便可以進(jìn)行系統(tǒng)死區(qū)的測量。對加速度傳感器進(jìn)行一次積分,就變成了單位時間里的速度變化量,從而測出在死區(qū)內(nèi)物體的移動。
計步器功能
加速度傳感器可以檢測交流信號以及物體的振動,人在走動的時候會產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動,而加速度傳感器可以檢測振動的過零點,從而計算出人所走的步或跑步所走的步數(shù),從而計算出人所移動的位移。并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。
防手抖功能
用加速度傳感器檢測手持設(shè)備的振動/晃動幅度,當(dāng)振動/晃動幅度過大時鎖住照相快門,使所拍攝的圖像永遠(yuǎn)是清晰的。
閃信功能
通過揮動手持設(shè)備實現(xiàn)在空中顯示文字,用戶可以自己編寫顯示的文字。這個閃信功能是利用人們的視覺殘留現(xiàn)象,用加速度傳感器檢測揮動的周期,實現(xiàn)所顯示文字的準(zhǔn)確定位。
硬盤保護(hù)
利用加速度傳感器檢測自由落體狀態(tài),從而對迷你硬盤實施必要的保護(hù)。大家知道,硬盤在讀取數(shù)據(jù)時,磁頭與碟片之間的間距很小,因此,外界的輕微振動就會對硬盤產(chǎn)生很壞的后果,使數(shù)據(jù)丟失。而利用加速度傳感器可以檢測自由落體狀態(tài)。當(dāng)檢測到自由落體狀態(tài)時,讓磁頭復(fù)位,以減少硬盤的受損程度。
設(shè)備或終端姿態(tài)檢測
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)備或終端中實現(xiàn)姿態(tài)檢測,運動檢測等,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,但是它會受到運動加速度的影響,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償。同時磁傳感器測量方位角時,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,以及當(dāng)設(shè)備傾斜時,測量出的方位角也不準(zhǔn)確,這時需要用加速度傳感器(傾角傳感器)和陀螺儀進(jìn)行補償。
智能產(chǎn)品
加速度傳感器在微信功能中的創(chuàng)新功能突破了電子產(chǎn)品的千篇一律,這個功能的實現(xiàn)來源傳感器的方向、加速表、光線、磁場、臨近性、溫度等參數(shù)的特性。這個原理是手機里面集成的加速度傳感器,它能夠分別測量X、Y、Z三個方面的加速度值,X方向值的大小代表手機水平移動,Y方向值的大小代表手機垂直移動,Z方向值的大小代表手機的空間垂直方向,天空的方向為正,地球的方向為負(fù),然后把相關(guān)的加速度值傳輸給操作系統(tǒng),通過判斷其大小變化,就能知道同時玩微信的朋友。
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