传感器加速度计:您需要的综合介绍
传感器加速度计检测设备的冲击和振动,并测量适当加速度的大小和方向。因此,您会在众多电子设备、飞机和其他行业中找到它们。本文将重点介绍传感器加速度计的复杂细节及其在我们日常生活中的应用。如果您是一位希望了解更多关于加速度计的电子爱好者,那么您就在正确的页面上。WELLPCB 致力于提供有关电子元件的动态内容。
什么是传感器加速度计?
传感器加速度计只是一种识别和量化身体在其瞬时静止帧中的加速度的设备。
什么是加速度?
首先,加速度是物体速度的变化率(物体的位移/时间变化)。静态力和动态力是加速度的两种类型。摩擦力和重力等静态力不断地作用在物体上。例如,如果您将加速度计放置在地面上,则地球的加速度将因重力而显示。另一方面,动力在不同阶段积极地作用在物体上。
传感器-加速度计配置
此外,加速度计是一种动态传感器,可测量一个、两个或三个正交轴上的加速度。它以三种模式之一运行:
- 测量速度和位置
- 传感器在二维或三个维度上的倾斜度、倾斜度或方向
- 传感器振动或冲击
(表示三轴加速度计的 3D 立方体图片)
微机电传感器 (MEMS) 上的加速度计
它负责识别设备的旋转,从而将屏幕“翻转”到所需的角度。您可以通过 MEMS、小型机械和机电元件获得大多数设备中的加速度计。由于它们的体积小,您会在手机等手持设备和可穿戴设备中找到它们。
新一代三轴MEMS和陀螺仪芯片技术,使智能手表能够识别多种跌倒姿势。因此,它可以识别致命的跌倒并通知紧急联系人以获得帮助。
(麦克风分线)
传感器加速度计的工作原理是什么?
传感器加速度计有两种工作方式:压电效应和电容变化。
压电效应
一个 压电传感器具有微观晶体结构,当它检测到加速度时会产生电压。例如,有振动,设备会产生电压来指示成比例的加速度。
这种传感器在手机和触摸板等消费电子产品中用作倾斜或压力传感器。
(压电传感器电气模型示意图)
电容变化
电容传感方法使用公式力 =质量 x 来测量物体的加速度。因此,它使用相关项目的力存在/质量。 MEMS中的电容效应在以下情况下起作用:
- 有两个电容板
- 物体质量位于其中一块板上,从而改变电容,从而测量力。
- 因此,我们从物体的力和质量中得到加速度
3。加速度计的主要应用
世界将加速度计应用于人们广泛受益的科学和各个行业。从工程、生物学和医学到导航和运输,传感器加速度计在我们的生活中发挥着重要作用。
- 汽车安全: 传感器加速度计用于汽车碰撞安全系统。例如,如果车辆受到强大的动力,嵌入式计算机会接收到电子信号,在碰撞过程中展开安全气囊。
(汽车中展开的安全气囊的图像。汽车安全。)
- 游戏控制: 在游戏中,手持控制设备中的加速度计检测倾斜。因此,在游戏中控制对象很简单。
- 机器运行状况: 工程师在机器监控中应用加速度计振动传感器。机械加速度计设备报告涡轮机、泵、风扇和滚筒等旋转设备的任何振动或变化。因此,这些数据允许工程师和技术人员立即进行必要的调整。
4.如何选择合适的传感器加速度计?
要准确测量加速度,请考虑:
- 频率响应。加速度计的电输出与频率范围内的机械激励是多少?通常,一个好的频率是 + 或 -5%(通常是 100 Hz)。
- 几个轴。您可以将三个传感器加速度计安装在一个 3 轴安装块上以获得三个正交轴。
(智能手机陀螺仪图标平面矢量的图像。手机加速度计)
结论
最后,加速度计传感器在各种主题上得到了广泛的应用,而无需专注于传感器的放置。智能手机的广泛使用允许加速度计用于简单的任务,如摇动和屏幕方向变化。尽管如此,MEMS 类型的传感器仍可用于更复杂的任务。
如果您需要有关传感技术的更多信息,WELLPcb 很乐意为您指明正确的方向。
工业技术