加快度传感器有两种:一种是角加快度传感器,是由陀螺仪改善过来的。另一种便是线加快度传感器。它也能够按丈量轴分为单轴、双轴和三轴加快度传感器。
现在,加快度传感器广泛运用于游戏操控、手柄振荡和摇晃、轿车制动发动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振荡测验与剖析以及安全捍卫振荡侦查等多种领域。下面就举例几种运用场景,更好的知道加快度传感器。
三轴加快度传感器的运用
1、车身安全、操控及导航体系中的运用
加快度传感器已被广泛运用于轿车电子领域,首要会集在车身操控、安全体系和导航,典型的运用如轿车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车体系、电子安稳程序(ESP)、电控悬挂体系等。
现在车身安全越来越得到人们的注重,轿车中安全气囊的数量越来越多,相应对传感器的要求也越来越严厉。整个气囊操控体系包含车身外的冲击传感器(Satellite Sensor)、安置于车门、车顶,和前后座等方位的加快度传感器(G-Sensor)、电子操控器,以及安全气囊等。电子操控器一般为16位或32位MCU,当车身遭到碰击时,冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子操控器。
随后电子操控器会当即依据磕碰的强度、乘客数量及座椅/安全带的方位等参数,合作散布在整个车厢的传感器传回的数据进行核算和做出相应评价,并在最短的时刻内经过电爆驱动器(Squib Driver)发动安全气囊确保乘客的生命安全。
一般仅靠ABS和牵引操控体系无法满意车辆在曲折路段上的行车安全要求。该场合下电子安稳性操控体系 (ESC) 就能够经过批改驾驶员操作中的转向缺乏或过度转向,来操控车辆使其不违背路途。该体系经过运用一个陀螺仪来丈量车辆的偏航角,一同用一个低重力加快度传感器来丈量横向加快度。将所得丈量数据与经过行进速度和车轮歪斜角两项数据核算得到的成果进行比对,然后调整车辆转向以避免发生侧滑。
除了车身安全体系这类重要运用以外,现在加快度传感器在导航体系中的也在扮演重要人物。 其首要利于GPS卫星信号完结定位。而当进入卫星信号接纳不良的区域或环境中,如遂道、楼房树立、丛林地带,就会因失掉信号而损失导航功用。依据MEMS技能的3轴加快度传感器合作陀螺仪或电子罗盘等元件一同可创立方位核算体系(DR, Dead Reckoning),对GPS体系完结互补性运用。
2、硬盘抗冲击防护
现在因为海量数据对存储方面的需求,硬盘和光驱等元器材被广泛运用到笔记本电脑、手机、数码相机/摄相机、便携式DVD机、PMP等设备中。便携式设备因为其运用场合的原因,常常会意外下跌或遭到磕碰,而形成对内部元器材的巨大冲击。
为了使设备以及其间数据免受损害,越来越多的用户对便携式设备的抗冲击才能提出要求。
一般便携式产品的下跌高度为1.2~1.3米,其在碰击大理石质地上时会遭到约50KG的冲击力,硬盘等高速旋转的器材却在此类冲击下显得非常软弱。
假如在硬盘中内置3轴加快度传感器,当下跌发生时,体系会检测到加快的忽然改变,并履行相应的自我维护操作,如封闭抗震功用差的电子或机械器材,让磁头复位,以削减硬盘的受损程度。
3、消费产品中的立异运用
3轴加快度传感器为传统消费及手持电子设备完结了革命性的立异空间。其可被装置在游戏机手柄上,作为用户动作收集器来感知其手臂前后、左右,和上劣等的移动动作,并在游戏中转化为虚拟的场景动作如挥拳、挥球拍、跳动、甩鱼竿等,把曩昔单纯的手指运动变成真实的肢体和身体的运动,完结比以往按键操作所不能完结的临场游戏感和参与感。
此外,3轴加快度传感器还可用于电子计步器,人在走动的时分会发生必定规律性的振荡,而加快度传感器能够检测振荡的过零点,然后核算出人所走的步或跑步所走的步数,然后核算出人所移动的位移。并且运用必定的公式能够核算出卡路里的耗费。
为电子罗盘(3D Compass)供给补偿功用,假如不带歪斜校对的电子指南针,需求用户水平放置。而运用加快度传感器能够丈量倾角的这一原理,能够对电子指南针的歪斜进行补偿。
也可用于数码相机的防抖,检测手持设备的振荡/晃动起伏,当振荡/晃动起伏过大时锁住照相快门,使所拍照的图画永远是明晰的。
3轴加快度传感器的运用规模很广, 还能用于手持设备的姿势辨认和UI操作。例如凭借3轴加快度传感器,手持设备可完结画面主动转向。
设备显现的画面和信息会依据用户的动作而主动旋转。其经过内部传感器对重力向量的方向检测来确认设备处于水平或笔直状况,并主动调整显现状况,给用户带来便利。
4、趣味性扩展功用
3轴加快度传感器对用户操控动作的改变还可转化为许多趣味性的扩展功用上,如虚拟乐器、虚拟骰子游戏,以及“闪讯”(Wave Message)等。
虚拟乐器内置的加快度传感器可检测用户对手持设备的挥动来操控乐器的节奏和音量等;骰子游戏也选用相似的原理,经过对挥动等动作的感知来操控虚拟骰子的旋转速度,并凭借内部数学模型笼统的物理规律决议其间止的时刻。
“闪讯”是一个更赋有想象力的运用,用户可运用此功用在空中进行文字编辑。“闪讯”即让手持设备经过加快度传感器捕捉用户在空中模仿写字的快速动作,首要合适较暗的环境下运用。手持设备上会装置发光的LED,因为人眼视网膜的视觉暂留现象,其在空中挥动的动作会在其眼中留下时间短的接连画面,完结写字的一切动作笔顺。
跟着MEMS微电子机械体系技能在传感器领域中的广泛运用,使得加快度传感器的体积变得愈加简便、功用得到显着提高。
MEMS加快度传感器在医疗可穿戴设备上的运用
跟着可穿戴智能设备的开展,特别是医疗可穿戴智能设备,首要依托的是微型化的各种MEMS陀螺仪、加快度传感器等的运用,用来检测到穿戴者的身体各项信息。例如, MEMS传感器在无创胎心检测中的运用。
一种胎儿心率检测仪(材料图)
检测胎儿心率是一项技能性很强的作业,因为胎儿心率很快,在每分钟l20~160次之间,用传统的听诊器乃至只要扩大作用的超声多普勒仪,用人工计数很难丈量精确。 此外,超声振荡波作用于胎儿,会对胎儿发生很大的晦气作用虽然检测剂量很低,也归于有损勘探领域,不适于常常性、重复性的查看及家庭运用。
这时,MEMS加快度传感器,便能够供给一种无创胎心检测办法,研制出一种简略易学、直观精确的介于胎心听诊器和多普勒胎儿监护仪之间的临床确诊和孕妈妈自检的医疗辅佐仪器。
经过加快度传感器将胎儿心率转换成模仿电压信号,经前置扩大用的仪器扩大器完结差值扩大。然后进行滤波等一系列中心信号处理,用A/D转换器将模仿电压信号转换成数字信号。经过光阻隔器材输入到单片机进行剖析处理,最终输出处理成果。
加快度传感器的其他运用
高压导线摇动的监测
现在国内对导线摇动监测多选用视频图画收集和运动加快度丈量两种首要技能计划。前者在野外高温、高湿、酷寒、浓雾、沙尘等气候条件下,不只对视频设备的可靠性、安稳性要求很高,并且拍照的视频图画的作用也会遭到影响,在实际运用中只能作为辅佐监测手法,无法定量剖析导线运动参数;而选用加快度传感器监测导线摇动状况,可定量剖析输电导线某一点上下振荡和左右摇摆的状况,能测出导线直线运动的振幅和频率。
新式地震加快度传感器
选用传感器和操控体系一体化的规划,传感器选用低功耗微型电子%&&&&&%式加快度传感器,操控体系运用嵌入式体系,装备了数据收集、电源、授时、通讯等模块,具有有线、无线的多种通讯功用,能够在室内外进行很多的布设,经过多种方法联网,可及时将数据传回处理中心进行实时处理。
全球的传感器商场在不断改变的立异之中呈现出快速增长的趋势。 各国竞相加快新一代传感器的开发和产业化, 新技能的开展将从头界说未来的传感器商场,加快度传感器商场作为其间重要的一种类型, 也将得到更广泛的运用!