三轴加速度传感器原理应用及前景分析
加速度传感器工作原理及应用

加速度传感器工作原理及应用《加速度传感器工作原理及应用》你有没有想过,当你拿着手机玩赛车游戏的时候,手机是怎么知道你在左右摇晃、加速或者减速的呢?这就不得不提到一个超级厉害的小部件——加速度传感器啦。
就拿我那个超级爱玩手机游戏的表弟来说吧。
有一次我去他家,看到他正全神贯注地玩赛车游戏。
只见他双手紧紧握着手机,身体随着屏幕里的赛车左摇右晃,嘴里还不停地喊着:“加速!加速!”那模样,就好像他真的坐在赛车里一样。
我就好奇地问他:“你这么晃悠手机,游戏里的赛车怎么就知道要加速或者转弯了呢?”表弟得意地扬起下巴说:“哥,这你就不懂了吧,手机里有个很厉害的东西,能感觉到我怎么动手机呢。
”这个很厉害的东西呀,就是加速度传感器。
那加速度传感器到底是怎么工作的呢?简单来说,它就像一个超级敏感的小侦探,能够探测到物体的加速度。
加速度是什么呢?你可以把它想象成是速度变化的快慢。
比如说,你骑自行车,从慢慢骑到快速蹬踏板,这个速度变快的过程就是有加速度的。
加速度传感器里有一种常见的类型叫电容式加速度传感器。
这就好比是两个平行的板子在玩一个很微妙的“距离游戏”。
当有加速度的时候,就好像有一只无形的手在推这两个板子,板子之间的距离就会发生变化。
这个变化就会被传感器捕捉到,然后把这个信息转化成电信号,就像把一个秘密消息转化成密码一样,这样手机或者其他设备就能知道加速度的情况了。
再来说说加速度传感器在我们生活中的各种神奇应用吧。
除了在手机游戏里大显身手,它在汽车安全方面可是起着至关重要的作用呢。
就像汽车里的安全气囊系统。
假如你开车的时候突然遇到紧急情况,猛地刹车,这个时候汽车就会有一个很大的减速度。
加速度传感器就会立刻察觉到这个情况,然后像一个迅速传达命令的小信使,告诉安全气囊系统:“快弹出,保护驾驶员!”于是安全气囊就会在瞬间弹出来,保护车内人员的安全。
这就好比是在危险时刻,加速度传感器拉响了警报,让安全气囊这个“保护神”及时出现。
加速度传感器原理及应用

加速度传感器原理及应用《加速度传感器原理及应用》你有没有想过,当你拿着手机玩游戏的时候,手机是怎么知道它是横着还是竖着的呢?或者当你跑步的时候,智能手环是怎么精确地记录下你跑了多少步的呢?这就不得不提到一个很厉害的小部件——加速度传感器啦。
就拿我的朋友小李来说吧。
小李是个运动达人,特别喜欢跑步。
他最近买了一个新的智能运动手表。
有一天,我们一起出去跑步。
他一边跑,一边兴奋地看着手表上显示的各种数据,像跑的距离、速度,甚至还有跑步的节奏。
我好奇地凑过去问他:“这小手表怎么这么神奇,啥都能知道呢?”小李得意地晃了晃手腕,说:“这可多亏了加速度传感器呀。
就好像这个传感器是一个超级敏感的小侦探,能感知到手表的每一个动作。
”那这个加速度传感器到底是个啥原理呢?简单来说,它就像一个小小的平衡仪。
想象一下,你把一个小球放在一个盒子里,如果盒子突然加速往前移动,小球就会往后滚,对吧?加速度传感器里也有类似的结构。
它里面有一个质量块,当有加速度的时候,这个质量块就会因为惯性而产生位移。
这个位移会被传感器转化成电信号,然后设备就能知道加速度的大小和方向啦。
这就像是我们能通过小球滚动的方向和距离,来判断盒子移动的情况一样。
再回到小李的运动手表上。
当他跑步的时候,每一步的抬腿、落地都会产生加速度的变化。
这个加速度传感器就能准确地捕捉到这些变化,然后经过计算,就得出了步数。
这就好比是传感器在默默地数着:“一步、两步、三步……”而且它还能根据加速度的变化情况,算出小李跑步的速度。
如果加速度大,那就说明跑得比较快;加速度小,那就是跑得慢一点。
这难道不神奇吗?加速度传感器的应用可不仅仅局限于运动设备哦。
在汽车里也有它的身影。
比如说安全气囊系统。
当汽车突然发生碰撞,那一瞬间会产生巨大的加速度。
加速度传感器就像一个忠诚的卫士,马上察觉到这个危险信号,然后迅速把信号传给安全气囊控制系统,让安全气囊在最短的时间内弹出来保护驾驶员和乘客。
加速度传感器介绍

加速度传感器介绍加速度传感器的简述北京航空航天⼤学仪器科学与光电⼯程学院夏伟强1.加速度传感器的意义加速度传感器是⼀种能够测量加速⼒的电⼦设备,⼴泛⽤于航空航天、武器系统、汽车、消费电⼦等。
通过加速度的测量,可以了解运动物体的运动状态。
可应⽤在控制,⼿柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统,玩具,结构物、环境监视,⼯程测振、地质勘探、铁路、桥梁、⼤坝的振动测试与分析;⿏标,⾼层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
2.加速度传感器的⼯作原理根据⽜顿第⼆定律:A(加速度)=F(⼒)/M(质量)。
只需测量作⽤⼒F就可以得到已知质量物体的加速度。
利⽤电磁⼒平衡这个⼒,就可以得到作⽤⼒与电流(电压)的对应关系,通过这个简单的原理来设计加速度传感器。
本质是通过作⽤⼒造成传感器内部敏感元件发⽣变形,通过测量其变形量并⽤相关电路转化成电压输出,得到相应的加速度信号。
3.加速度传感器主要技术指标a)量程。
⽐如测量车辆运动只需⼏⼗个g量程,但是测量武器系统的侵彻指标,就需要传感器的量程达10万g甚⾄更⼤。
b)灵敏度。
⼀般来说,越灵敏越好。
越灵敏的传感器对⼀定范围内的加速度变化更敏感,输出电压的变化也越⼤,这样就⽐较容易测量,从⽽获得更精确的测量值。
c)带宽。
主要指传感器可测量的有效频带。
对于⼀般只要测量倾⾓的应⽤,50HZ的带宽应该⾜够了,但是对于需要进⾏动态性能,⽐如振动,你会需要⼀个具有上百HZ带宽的传感器。
4.加速度传感器发展现状及发展趋势市场上占统治地位的加速度传感器是压电式、压阻式、电容式、谐振式等。
压阻式加速度传感器具有加⼯⼯艺简单,测量⽅法易⾏,等优点。
但是,温度效应严重,⼯作温度范围窄,并且灵敏度低,⼀般只有1mg左右,要继续提⾼灵敏度难度很⼤。
压电式加速度计信噪⽐⾼,灵敏度⾼,结构简单,但是信号处理电路较复杂,存在零漂现象不可避免,并且回零慢,不适宜连续测试。
微电容式加速度计具有结构简单、灵敏度⾼、动态特性好、抗过载能⼒⼤,易于集成,不易受温度影响,功耗低,但是,存在输出特性的⾮线性、寄⽣电容、分布电容对灵敏度的影响,以及信号处理电路复杂等问题。
基于三轴重力加速度的倾斜角传感器

基于三轴重力加速度的倾斜角传感器
2.1 固体摆式倾角传感器
固体摆在设计中广泛采用力平衡式伺服系统,如图1所示,其由摆锤、摆线、支架 组成,摆锤受重力G和摆拉力T的作用,其合外力F为: 式中的θ为摆线与垂直方向的夹角。在小角度范围内测量时,可以认为F与θ成线性 关系。如应变式倾角传感器就是基于此原理。
基于三轴重力加速度的倾斜角传感器
2.4 固、液、气体摆性能比较
就基于固体摆 、液体摆及气 体摆 原理研制 的倾 角传感器而言,它们各有所长。 在重力场中,固体摆的敏感质量是摆锤质量,液体摆的敏感质量是电解液,而气体 摆的敏感质量是气体。气体是密封腔体内的唯一运动体,它的质量较小,在大冲击 或高过载时产生的惯性力也很小,所以具有较强的抗振动或冲击能力。但气体运动 控制较为复杂,影响其运动的因素较多,其精度无法达到军用武器系统的要求。固 体摆倾角传 感器有 明确 的摆长和摆心,其机理基本上与加速度传感 器相 同。在 实用中产品类型较多如电磁摆式,其产品测量范围、精度及抗过载能力较高,在武 器系统中应用也较 为广泛。液体摆倾角传感器介于两者之间,但系统稳定,在高精 度系统 中,应用较为广泛 ,且国内外产品多为此类。
加速度传感器的工作原理及应用

加速度传感器的工作原理及应用篇一:我有一个特别爱运动的朋友小明,他呀,整天都在琢磨怎么让自己的运动更科学、更高效。
有一天,我们一起去跑步,他手里拿着一个小玩意儿,神神秘秘的。
“你拿的啥呀?”我好奇地问。
“这可是个宝贝,能让我更好地了解自己跑步的情况呢。
”他得意地晃了晃手里的东西。
我凑过去一看,原来是个小小的传感器。
“这东西怎么就能了解你的跑步情况了呢?”我有点摸不着头脑。
他笑了笑说:“这个呀,是加速度传感器。
你可以把它想象成一个超级敏感的小侦探。
当我跑步的时候,这个传感器就能感受到我速度的变化,就像它能察觉到我是在慢悠悠地散步,还是在风驰电掣地冲刺。
”我更加疑惑了:“它怎么就能感受到速度的变化呢?”小明耐心地解释起来:“这个加速度传感器里面有一个很神奇的部分,就像一个小小的天平。
当我开始加速或者减速的时候,就会有一个力作用在这个‘天平’上。
这个力会让传感器里面的一些小元件发生移动,就像你在天平上放东西,天平会倾斜一样。
然后传感器就能根据这些小元件移动的情况,算出我加速度的大小和方向啦。
简单来说,加速度就是速度变化的快慢嘛。
如果我跑得越来越快,加速度就是正的;要是我开始减速,加速度就是负的。
”我似懂非懂地点点头:“那这个东西除了能知道你跑步是加速还是减速,还有啥用呢?”“用处可大了!”小明兴奋地说,“你看,我要是知道自己每次跑步的加速度情况,就能调整自己的跑步节奏。
比如说,我发现自己在某个阶段加速度太大,可能就会消耗太多体力,那下次我就可以调整一下,让自己跑得更稳。
而且啊,对于专业的运动员来说,这个加速度传感器还能帮助他们分析训练效果呢。
”他顿了顿,又接着说:“这加速度传感器可不只是在运动领域有用。
你想啊,在汽车里也有类似的东西。
当汽车突然刹车或者加速的时候,加速度传感器就能检测到这个变化。
如果是自动驾驶的汽车,这个传感器就更重要了,它可以根据加速度的情况来调整汽车的行驶状态,就像一个智能的小助手在帮司机控制汽车呢。
三轴振动加速度传感器

四川瞭望工葉自動化控製技術有限公司
四川瞭望Sichuan Binocular Industrial automation control technology co.,Ltd
加速度传感器
振动加速度传感器的应用
车辆驾驶特性研究,火车汽车分级农业机械建筑机械;
产品运输时的振动冲击检测,运输环境调查包装材料的合理化;
管道闸门的泄露检测,设备保养节能对策;
空调机运转状况检测,洁净间智能大厦;
振动公害调查,建筑工地道路交通、工厂地基;
不平衡振动测定,转盘研磨盘硅片清洁机的平衡修正;
大型建造物的抗震性研究,建筑物、大坝、桥大梁、铁塔;
各种设备异常振动的检测和设备诊断,钢铁厂、造纸厂、石油厂水泥厂等旋转机械的振动检测及轴承劣化诊断;
产品振动特性研究,可靠性试验及出厂检测从汽车飞机轮船火箭卫星到马达硬盘风扇家用电器手机等。
TG-3型三轴振动加速度传感器
概述
TG-3型三轴振动加速度传感器是一款尺寸精巧、性价比高、以电压输出且无直流偏置的加速度传感器,广泛应用在姿态矫正,惯性导航,机械振动测试、接触式位移测试、地质勘探、地震波测量、旋转电机偏摆检测等多个测试控制领域。
该款传感器具有体积小、安装
简便、测量精度高、一致性好、抗干扰等特点,能满足用户多样化的要求。
该系列传感器另有防水型可选;
标准配置
TG-3型三轴振动加速度传感器一只,信号调理盒,使用说明书、质保卡、合格证等
技术参数。
三轴力传感器,三维力传感器

三维力/三轴力传感器Capacities量程50kg、100kg、200kg、300kg、400kg、500kg~5tFeatures主要特点1、三轴测力传感器可用来测量三个方向的受力情况。
2、该系列传感器有三种可选载荷量(每通道)3、该传感器有高质量的合金钢制成。
这些材料结合多种耐候密封设计,提供了高度的防侵蚀效果4、基于电阻应变原理,可实时的测量物体在X/Y/Z三个方向上的静态和动态受力情况。
Schematic连接方式Red:+input红色:+激励Black:-input黑色:-激励Green:+output绿色:+信号White:-output白色:-信号Specification技术参数Rated Output额定输出 1.0mV/V±0.1%Zero Balance零点平衡±1%of rated outputCreep after30minutes蠕变±0.03%of rated outputNonlinearity非线性±0.5%of rated outputRepeatability重复性±0.5%of rated outputTemp.effect on output灵敏度温漂≤0.02%of applied output/ºC Temp.effect on zero零点温漂≤0.02%of applied output/ºC Safe Temp.Range可用温度范围-10ºC to+70ºCpensated温度补偿范围-10ºC to+40ºCSafe Overload安全载荷150%Input Impedance输入阻抗387ohm±20ohmOutput Impedance输出阻抗350ohm±5ohmRated Excitation推荐激励电压12V DC/ACMaximum Excitation最大激励电压15V DC/AC Dimensions尺寸(产品量程不一样,尺寸不一样,具体量程尺寸请联系我司工程师(企鹅:1925215678)具体确认!)。
数字式加速度传感器adxl345的原理及应用

数字式加速度传感器adxl345的原理及应用一、引言加速度传感器是一种常见的传感器,在物体运动监测、姿态控制、安全系统等领域有着广泛的应用。
其中,数字式加速度传感器adxl345是一种常用的传感器,本文将介绍其原理和应用。
二、原理adxl345采用了微机电系统(MEMS)技术,可以实现三轴加速度的测量。
其工作原理如下:1.结构 adxl345传感器内部包含了一个微型加速度感应器和一个ADC(模数转换器)。
微型加速度感应器由微小的质量块和微小的弹簧构成,质量块会随物体的加速度而发生微小位移,弹簧会将位移转化为电信号输出。
ADC 将电信号转化为数字信号,并通过接口输出给外部设备。
2.加速度测量 adxl345可以通过轴向振动来实现加速度测量。
当感应器受到外部加速度作用时,质量块会发生位移,弹簧会产生拉力,拉力的大小与加速度成正比。
通过测量拉力的大小,可以确定加速度的大小。
3.数字信号处理 ADC将感应到的模拟信号转化为数字信号,并通过SPI或I2C接口输出给外部设备。
外部设备可以通过读取这些数字信号,获取加速度的数值。
三、应用adxl345传感器在多个领域都有广泛的应用,以下列举了其中几个常见的应用场景:1.运动监测不论是运动追踪手环、健身监测器还是智能手表,adxl345都可以用于监测人体运动。
通过测量加速度,可以知晓用户的步数、距离、速度等信息。
2.姿态控制 adxl345可以用于监测物体的姿态,例如飞行器的水平和垂直控制。
通过监测加速度变化,可以调整飞行器的姿态,实现精确控制。
3.安全系统 adxl345在安全系统中也有重要应用,例如汽车的碰撞检测系统。
通过监测车辆的加速度变化,可以判断是否发生碰撞,并触发相应的安全措施,保护乘客的生命安全。
四、优缺点adxl345作为一种数字式加速度传感器,具有以下优点:•高精度:adxl345采用了MEMS技术,具有很高的测量精度。
•数字信号输出:传感器输出数字信号,方便与其他设备进行通信和处理。
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三轴加速度传感器原理及应用2012年09月09日 12:42来源:本站整理作者:胡哥我要评论(0)三轴加速度传感器原理MEMS换能器(Transducer)可分为传感器(Sensor)和致动器(Actuator)两类。
其中传感器会接受外界的传递的物理性输入,通过感测器转换为电子信号,再最终转换为可用的信息,如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等。
其主要感应方式是对一些微小的物理量的变化进行测量,如电阻值、电容值、应力、形变、位移等,再通过电压信号来表示这些变化量。
致动器则接受来自控制器的电子信号指令,做出其要求的反应动作,如光敏开关、MEMS显示器等。
目前的加速度传感器有多种实现方式,主要可分为压电式、电容式及热感应式三种,这三种技术各有其优缺点。
以电容式3轴加速度计的技术原理为例。
电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。
其主要为利用硅的机械性质设计出的可移动机构,机构中主要包括两组硅梳齿(Silicon Fingers),一组固定,另一组随即运动物体移动;前者相当于固定的电极,后者的功能则是可移动电极。
当可移动的梳齿产生了位移,就会随之产生与位移成比例电容值的改变。
当运动物体出现变速运动而产生加速度时,其内部的电极位置发生变化,就会反映到电容值的变化(ΔC),该电容差值会传送给一颗接口芯片(InteRFace Chip)并由其输出电压值。
因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分,前者内部有成群移动的电子,主要测量XY及Z轴的区域,后者则将电容值的变化转换为电压输出。
文中所述的传感器和ASIC接口芯片两部分都可以采用CMOS制程来生产,而在目前的实际生产制造中,由于二者实现技术上的差异,这两部分大都会通过不同的加工流程来生产,再最终封装整合到一起成为系统单封装芯片(SiP)。
封装形式可采用堆叠(Stacked)或并排(Side-by-Side)。
手持设备设计的关键之一是尺寸的小巧。
目前ST采用先进LGA封装的加速度传感器的尺寸仅有3 X 5 X 1mm,十分适合便携式移动设备的应用。
但考虑到用户对尺寸可能提出的进一步需求,加速度传感器的设计要实现更小的尺寸、更高的性能和更低的成本;其检测与混合讯号单元也会朝向晶圆级封装(WLP)发展。
下一代产品的设计永远是ST关注的要点。
就加速度传感器的发展而言,单芯片结构自然是必然的趋势之一。
目前将MEMS传感器与CMOS接口芯片整合的过程是最耗费成本的加工环节,如果能实现单芯片的设计,其优点不言而喻,封装与测试的成本必然会大幅度降低。
加速度传感器选用要点加速度传感器针对不同的应用场景,也在特性上体现为不同的规格。
用户需根据自身的具体需要选取最适合的产品。
如上文提到的汽车车身冲击传感器或洗衣机等家电的振动传感器等来说,需选用高频(50~100Hz)的加速度传感器;对于硬盘的跌落和振动保护,需要中频(20~50Hz)以上的加速度传感器;而手持设备的姿态识别和动作检测只需低频(0~20Hz)产品即可。
线形加速度传感器的选取还需要考虑满量程(Full Scale,FS)、灵敏度及解析度等元件的特性。
满量程表示传感器可测量的最大值和最小值间的范围;灵敏度与ADC等级有关,是产生测量输出值的最小输入值;解析度则表示了输入参数最小增量。
除此之外,加速度传感器按输出的不同还可分为模拟式和数字式两种。
其中模拟式加速度传感器输出值为电压,还需要在系统中添加模数转换(ADC);数字式加速度传感器的接口芯片中已经集成了ADC电路,可直接以SPI或I2C等实现数字传输。
数字式产品在成本上也有一定优势,因为高质量ADC通常比较昂贵,价格甚至可超过传感器部分的单独售价。
三轴加速度传感器的应用1、车身安全、控制及导航系统中的应用加速度传感器在进入消费电子市场之前,实际上已被广泛应用于汽车电子领域,主要集中在车身操控、安全系统和导航,典型的应用如汽车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。
目前车身安全越来越得到人们的重视,汽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格。
整个气囊控制系统包括车身外的冲击传感器(Satellite Sensor)、安置于车门、车顶,和前后座等位置的加速度传感器(G-Sensor)、电子控制器,以及安全气囊等。
电子控制器通常为16位或32位MCU,当车身受到撞击时,冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子控制器。
随后电子控制器会立即根据碰撞的强度、乘客数量及座椅/安全带的位置等参数,配合分布在整个车厢的传感器传回的数据进行计算和做出相应评估,并在最短的时间内通过电爆驱动器(Squib Driver)启动安全气囊保证乘客的生命安全。
除了车身安全系统这类重要应用以外,目前加速度传感器在导航系统中的也在扮演重要角色。
专家预测便携式导航设备(PND)将成为中国市场的热点,其主要利于GPS卫星信号实现定位。
而当PND进入卫星信号接收不良的区域或环境中就会因失去信号而丧失导航功能。
基于MEMS技术的3轴加速度传感器配合陀螺仪或电子罗盘等元件一起可创建方位推算系统(DR, Dead Reckoning),对GPS系统实现互补性应用。
2、硬盘抗冲击防护目前由于海量数据对存储方面的需求,硬盘和光驱等元器件被广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机/摄相机、便携式DVD机、PMP等设备中。
便携式设备由于其应用场合的原因,经常会意外跌落或受到碰撞,而造成对内部元器件的巨大冲击。
为了使设备以及其中数据免受损伤,越来越多的用户对便携式设备的抗冲击能力提出要求。
一般便携式产品的跌落高度为1.2~1.3米,其在撞击大理石质地面时会受到约50KG的冲击力。
虽然良好的缓冲设计可由设备外壳或PCB板来分解大部分冲击力,但硬盘等高速旋转的器件却在此类冲击下显得十分脆弱。
如果在硬盘中内置3轴加速度传感器,当跌落发生时,系统会检测到加速的突然变化,并执行相应的自我保护操作,如关闭抗震性能差的电子或机械器件,从而避免其受损,或发生硬盘磁头损坏或刮伤盘片等可能造成数据永久丢失的情况。
3、消费产品中的创新应用3轴加速度传感器为传统消费及手持电子设备实现了革命性的创新空间。
其可被安装在游戏机手柄上,作为用户动作采集器来感知其手臂前后、左右,和上下等的移动动作,并在游戏中转化为虚拟的场景动作如挥拳、挥球拍、跳跃、甩鱼竿等,把过去单纯的手指运动变成真正的肢体和身体的运动,实现比以往按键操作所不能实现的临场游戏感和参与感。
此外,3轴加速度传感器还可用于电子计步器,为电子罗盘(3D Compass)提供补偿功能,也可用于数码相机的防抖。
以上提到的种种创新应用使其成为下一代产品设计中必不可少的元件。
1.姿态与动作识别3轴加速度传感器的应用范围很广,除了文中提到的游戏动作操控外,还能用于手持设备的姿态识别和UI操作。
例如借助3轴加速度传感器,手持设备可实现画面自动转向。
iPod Touch 就内建了此功能,设备显示的画面和信息会根据用户的动作而自动旋转。
其通过内部传感器对重力向量的方向检测来确定设备处于水平或垂直状态,并自动调整显示状态,给用户带来方便。
传感器对震动的感知性能也可将以前传统的按键动作变化为震动,用户可通过单次或多次震动来进行功能的选择,如曲目的选择、音量控制等。
此外,该功能还可扩展至对用户界面元素的操控。
如屏幕显示内容的上下左右等方向的浏览可通过倾斜手持设备来完成。
2.趣味性扩展功能3轴加速度传感器对用户操控动作的转变还可转化为许多趣味性的扩展功能上,如虚拟乐器、虚拟骰子游戏,以及“闪讯”(Wave Message)等。
虚拟乐器内置的加速度传感器可检测用户对手持设备的挥动来控制乐器的节奏和音量等;骰子游戏也采用类似的原理,通过对挥动等动作的感知来控制虚拟骰子的旋转速度,并借助内部数学模型抽象的物理定律决定其停止的时间。
“闪讯”是一个更富有想象力的应用,用户可利用此功能在空中进行文字编辑。
“闪讯”即让手持设备通过加速度传感器捕捉用户在空中模拟写字的快速动作,主要适合较暗的环境下使用。
手持设备上会安装发光的LED,由于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短暂的连续画面,完成写字的所有动作笔顺。
3.功耗控制功耗一直是便携设备设计中要考虑的重要因素,内置3轴加速度传感器则使设备可通过检测设备的使用状况来对其用电模式加以控制,从而有效延长电池的使用时间。
Thelma制程技术成熟的制程技术是3轴加速度传感器和其他MEMS产品在消费电子产品市场成功的关键之一。
目前,为了达到产量及质量控制的严格要求,充分利用全球半导体产业界的制造和材料资源,以及生产流程控制经验,MEMS类元器件大多采用标准的CMOS半导体制造技术,这样不但能使其生产制造从规模经济中受惠,还能让MEMS元器件随光照制程的微型化先进制程不断演进和发展,产品体积更小。
然而在制程技术上,MEMS类组件的生产与其它一般芯片有所差异。
早期的MEMS产品制造中多采用单晶硅为材料,和比较简单且稳定的体型微加工(Bulk Micro-Machining)技术,缺点是制造成本较高。
目前的制造技术比较接近集成电路半导体的制程,多采用多晶硅表面微加工(SuRFace Micro-Machining)科技,使成本有效降低,而且加工的精度和分辨率均更加出色。
各厂家的MEMS类元件制程技术虽然在工艺和加工设备上较类似,大都采用文中提到的CMOS 制程与表面微加工技术,但为了与自身的生产制造特点相符,制造商往往会根据自己的经验开发出其特有的生产加工平台及相应的流程,以实现缩短生产周期、提高产品质量和降低加工成本的目的。
Thelma制程技术,即厚磊晶层(Thick Epitaxial Layer for Micro-Gyroscopes and Accelerometer)技术,是ST发展出的专有表面为加工制程,主要针对高灵敏度、高探测范围的加速度传感器和陀螺仪等MEMS元器件的生产加工。
其通过运用深度蚀刻技术及牺牲层(Sacrificial-Layer)等理论,可在微型装置中加工出能实现各种动作的精密机械机构。
Thelma制程技术主要包含六个主要步骤:基底热氧化、水平互连的沉积与表面图样化(Patterning)、牺牲层的沉积与表面图样化、结构层的磊晶生长、用通道蚀刻将结构层图样化、以及牺牲层的氧化物去除,与接触金属化沉积。
多晶硅材料具有良好的耐疲劳性及抗冲击性,且采用CMOS制程除了能带来较低的成本、更稳定的加工流程,芯片与传感器的功能相独立还保证了设计上的灵活性。
独特的Thelma技术还可提供完整的铸模封装,使生产出的元器件具有极可靠的物理性质,能制造出最佳的制止器(Stopper),降低电极之间的静电摩擦等风险。