加速传感器工作原理及架构.doc

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加速传感器工作原理与架构 飞思卡尔传感器产品主要分为三大局部：惯性传感器、压力传感器与安全和报警IC。其中，惯性传感器即为加速传感器，可以用于侦测倾斜、振动与撞击，因此可以用在汽车乘客移动中板是在两个固定极板间上下移动。这与X轴向g单元的指状结构是截然不同的。
加速传感器的6种感应功能
1〕倾斜度侦测
倾斜度侦测电子罗盘，倾斜仪，文本滚动浏览/用户界面，图像旋转，LCD投影，物理治疗法。
加速传感器在静止时，可用来检测倾斜角，倾斜角在 90 ~+90 之间变化时，加速传感器输出会在 ~+。输出电压对应倾斜角的公式如下示：
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其中：
VOUT=加速传感器的输出Voff =零加速度V/ G==地球重力=倾斜角
在测量倾斜角度时，需考虑倾斜角解析度与AD转换器搭配的问题，在安装加速传感器时需要确保反映轴与地面垂直。
图7给出了MMA1260D 加速传感器的典型角度响应，纵轴代表加速传感器的输出电压，横轴代表倾斜角度，从线型可知，在0度X围，倾斜角与电压呈线性变化。而在 90度X围，倾斜角与电压如此呈现饱和情况。
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2〕运动检测
运动检测可用于运动控制，计步器，根本运动检测。 在进展运动检测时，需要考虑到几个因素，包括：如何计算它的位移，g值的X围选择与使用量测轴。首先确定位移：计算位移要将加速度进展二重积分，速度局部如此是需进展一次积分。根据对象的不同，g值的X围在2~20g之间变化。
图8 给出了跳跃运动产生的电压输出变化示意，由图中可知，当跳跃至最高点时处于无重力的状态，当落至地面时加速度出现近似脉冲的波形，由曲线的变化即可判断具体的运动情况。
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3〕定位侦测
定位侦测可用于汽车导航，防盗设备，地图跟踪。定位侦测需要考虑的因素包括：加速度的X围是多少与加速传感器如何安装。对加速度数据进展二重积分即可得到位置数据。此外，由于加速度数据是不连续的，所以需要进展近似积分。如下所示： 在进展定位计算时，必须假设初始位置和速度为零，这样对运动随时间变化的等式进展积分，就是将每个时间间隔内位置和速度的增量分别与前一个值相加即可代表积分的运算。
4〕震动侦测
震动侦测可用于下降记录，黑盒子/故障记录仪，HDD保护，运输和处理监视器。
震动侦测只需考虑的因素是选择g值的X围。一般按照被测量对象的减速度决定了震动检测所需的加速传感器的规如此选取。当然，算法将随每种设计的不同而不同，一般设为高于某个临界值。通常情况下，重力的变化X围为：自由落体检测为 250g。
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5〕振动侦测
振动侦测可用于地震活动监视器，智能电机维护，家电平衡和监测。振动侦测需要考虑的因素包括：分析振动频率的多少，确定g值的X围与最适当的加速传感器安装位置。借助于快速傅立叶变换对加速度资料的分析可得到振动频率的情况，快速傅立叶变换允许振动信号被分解成它的谐波分量，而每个电机振动都有它自己的谐波分量信号。