加速度传感器的基本知识

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现在在智能手机上使用指南针应用程序时,你是否会想知道手机是以什么方式知道手机所指向的方向。使用查看星空位置应用程序时,软件居然可以知道目前自己位置上空中星座的位置信息。其实这一切的方向和应用是来自智能手机和其他移动技术(GPS,BLE)通过使用加速度传感器(一种基于轴的运动感应器组成的小型设备)来确定其方向。

加速度传感器中最核心的是内部的运动传感器,这种运动传感器如果有足够高的精度甚至可以用于检测地震,并且可以用于医疗设备中,例如仿生肢体和其他人造身体部位。加速度传感器有非常多的设备在使用。

加速度传感器是一种用于测量加速度的设备。由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。通过传感器中的质量块的受力来判断,这种力可以是静态的,例如连续的重力,但在许多移动设备中的则是动态的,测量的出设备的运动或振动。

加速度是速度变化与所用时间的比值,其单位是米/平方秒。加速度有大小,有方向,是矢量。加速度与速度变化和发生速度变化的时间长短有关,但与速度的大小无关。。

加速度计的应用扩展到学术和消费者驱动的多个学科。例如,笔记本电脑中的加速度计可保护硬盘免受损坏。如果笔记本电脑在使用过程中突然掉落,加速度计将检测到突然的自由落体,并立即关闭硬盘驱动器,以避免将读取头撞到硬盘驱动器盘片中。如果没有此功能,二者将撞击并在盘片上造成划痕,从而严重损坏文件和读取内容。加速度计同样被用在汽车中,在汽车不正常运动过程中,就能够瞬间检测出汽车碰撞状态,利用控制系统打开汽车安全气囊,保护身体不受到伤害,许多类似的安全检测的器件中都有运用加速度传感器。

动态的加速度计还能够测量重力拉力以确定设备相对于地球倾斜的角度。通过检测这些加速度,我们还可以分析设备的运动方式。加速度计的使用还能让我们更好地了解物品的周围环境。借助这些传感器设备,可以确定物体是否在向上移动,水平移动,还是向下倾斜移动。手机中的加速度传感器根据倾斜手机的方式在纵向和横向模式之间旋转显示屏幕内容。

对于某些较大的电子设备,加速器看起来像是简单的器件。尽管其外观很不起眼,但加速度计还是由许多不同的部分组成,并且以多种方式工作,其中两种是压电效应和电容传感器。压电效应是加速度计的最常见形式,它使用由于加速力而受压的微观晶体结构。这些晶体会根据应力产生电压,而加速度传感器会计算电压大小方向以确定加速度和方向。

电容加速度计感测位于器件旁边的微结构之间的电容变化。如果加速力移动了电容结构之间的一面,则电容将发生变化,并且加速计会将该电容转换为电压以进行计算,得到加速度与方向。

加速度计由许多不同的组件组成,可以作为单独的设备购买。可以使用模拟和数字显示对于大多数电子设备,这些组件都已集成到一些开发板中,并可以使用相应控制软件或操作系统进行访问。

加速度传感都是由多个轴组成,其中两个轴用于确定大多数二维运动,第三轴用于3D定位。大多数智能手机通常使用三轴传感器,而汽车仅使用两轴来确定碰撞时刻。这些设备的灵敏度很高,因为它们旨在测量加速度的微小变化。加速度计越灵敏,就越容易测量加速度。

加速度计在当今世界上已广泛用于许多电子产品中,也可用于定制项目中,加速度计在各种功能中都有非常重要的作用。在许多情况下,我们可能不会注意到这个简单的传感器的存在,但是很可能已经在使用带有加速度传感器的设备。

 

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加速度传感器的基本知识

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