加速度传感器及其应用共25页

加速度传感器ppt课件

压
电阻的阻值随应力的作用而发生变化，引起测量电桥输出电压变化，以此实现对加速
阻
度的测量。
式
加
速
度
传
感
器
原
理
图9 压阻式加速度传感器原理图
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9
压阻式硅微加速度传感器的典型结构形式有很多种，已有悬臂梁、双臂梁、4梁和双岛-5 梁等结构形式。弹性元件的结构形式及尺寸决定传感器的灵敏度、频响、量程等。质量块能够在较小的加速度作用下，使得悬臂梁上的应力较大，提高传感器的输出灵敏度。在大加速度下，质量块的作用可能会使悬臂梁上的应力超过屈服应力，变形过大，致使悬臂梁断裂。为此高gn值加速度拟采用质量块和梁厚相等的单臂梁和双臂梁的结构形式，压如图所示。阻式加速度传感器构成
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基
于
加速
LCD1602
度
传
感
器
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计
步
器
按键
STC89C52单片机
速度传感器 MMA7455
图一系统硬件结构图
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图二单片机最小系统
基于加速度传感器的计步器
9 r e d a 123456789 1e PH C C 01234567456 C V ^^^^^^^^^^^ C 00000000222 V PPPPPPPPPPP 12345678901234567890 22222222233333333334 )))))))))))))) ))G P N C K2 01234576543210 89O P E C 1R 111111DDDDDDDD AAR V S V AAAAAAAAAAAAAA ((P / P (((((((((((((( 01/ A 23456776543210 ..E E .............. 22L 22222200000000 PPA PPPPPPPPPPPPPP 123 .01.. 01..334567 .P33PP.... 1)PP))3333 2 PX))01PPPP21 5 1 )E234567DdTT))))LL C D 22......TXXNN01RDAAD 9 TT111111SRTIITTWRTTN 8 ((PPPPPPR((((((((XXG 1T O UA D S / 01234567890 123456789 D CI 11111111112 N PD D G SS N // G LA CD SS F p M 03 K 2 1C 03 9 1R DC 5 NC 0 GV . 11 Y1 12 K11 1RS FF pp 3132 3C3C D N G

加速度传感器技术及应用领域分析

技术及应用领域分析
随着电子元件工艺流程的进步，加速度传感器表现出多种实用性。直流响应加速度传感器是指具有直流耦合输出，能够响应低至0赫兹的加速度信号。因此直流响应的加速度传感器适合同时测试静态和动态的加速度,但是也并不是只有需要测试静态加速度时才选择直流响应的加速度传感器。直流响应加速度传感器主要有两种类别,分别是电容型和压阻型。
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电容型加速度传感器在当今是最通用的，在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。高的产量使得这类传感器成本低廉。但是这种低成本的加速度传感器受制于较低的信噪比，有限的动态范围。所有的电容型加速度传感器都具有内部时钟，它是检测电路必不可少的部分，由于泄漏经常会对输出信号产生干扰。这种噪声的频率远高于测量信号的频率，一般不会对测量结果造成影响，但是它始终和测试信号叠加在一起。由于内置了放大器芯片，其一般具有3线或4线差分输出接口，只要有直流供电便能工作。
IBM的新款笔记本电脑通过安装该传感器，可在笔记本不慎跌落时固定磁盘中的磁头，可有效防止磁盘数据的损坏。实际上对于运动的测量和控制在各领域都有无数的应用，由芯片厂家提供的潜在应用列表上就已列出汽车、工业、医疗、消费电子、通讯及玩具方面等多种应用。微机械加速度传感器以其尺寸小、成本低的诱人特点不仅在传统应用领域得到的应用，而且在商业领域占据了广泛的市场。低成本加速度传感器的商业应用领域主要有：民用航空、车辆控制、高速铁路、机器人、工业自动化、探矿、玩具等等，加速度传感器的主要应用领域。
CMOSMEMS加速度传感器的出现预期可以打开一些全新的应用空间，比如预测汽车可能出现翻滚的倾向并及时发出预警或自动纠正转向速度、禁止某些设备在倾斜状态下使用、病人跌倒监测、倾斜或运动感测式的游戏摇杆或鼠标、利用倾斜或抖动实现手持设备菜单的单手操作、根据斜倾角度自动调整投影仪在屏幕上的形状、电子化水平仪和指南针，以及具有运动控制功能的新型玩具等等。

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，顾名思义，是可将加速度转换为其他形式信号并得以输出的装置，那么其工作原理是什么呢?接下来我们就一起来看看吧～一、简介加速度传感器，英文名称为acceleration transducer，是一种利用感受加速度并将其转换为电信号的方式来测量加速力(加速力即指作用于物体上使物体处于加速过程中的力)的设备。

目前已在汽车安全、智能产品、游戏控制等众多领域都得到广泛的应用。

二、分类加速度计按原理的不同可分为线加速度计和角加速度计两种。

加速度传感器一般可分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器和伺服式加速度传感器四种。

接下来我们就分别来看一下这六中加速度传感器的工作原理是什么样子的吧～～三、线加速度计线加速度计是利用惯性原理来进行工作的。

根据公式A=F/M，即加速度=惯性力/质量，只需对惯性力F进行测量即可得出加速度A的大小。

那么问题来了，惯性力F如何进行测量呢?可以用电磁力来平衡这个力，得出这个力与电流之间的对应关系，然后在实验中标定这个比例系数就哦啦～四、角加速度计角加速度计是利用压电效应来进行工作的，压电效应的定义如下：当存在外力加于不存在对称中心的异极晶体上时，该外力不仅会改变晶体的外在形态，还将改变其内部的极化状态，在晶体的内部建立电场，机械力改变极化状态的现象称为正压电效应。

以角加速度计为例的大多数加速度计都是利用加速度致使晶体变形的特性来进行工作的。

外力使得晶体变形，变形的同时会产生电压，因此只需计算加速度与电压的关系，即可将加速度转换成电压的形式输出。

五、压电式加速度传感器压电式加速度传感器是利用压电效应来进行工作的，当加速度计振动时，加速度发生变化，加于压电元件上的外力必然也会产生变化，若被测振动的频率远低于加速度计的固有频率，则外力的变化与加速度成正比。

六、压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器基于MEMS硅微加工技术，具有结构简单、体积小、功耗低等诸多特点，在汽车的碰撞实验、设备的振动监测、仪器的测试等方面均有着广泛的应用。

压电式加速度传感器及其应用

压电式加速度传感器的灵敏度

压电加速度计的前置放大器压电元件受力后产生的电荷量极其微弱，这电荷使压电元件边界和接在边界上的导体充电到电压U=q/Ca（这里Ca是加速度计的内电容）。要测定这样微弱的电荷（或电压）的关键是防止导线、测量电路和加速度计本身的电荷泄漏。换句话讲，压电加速度计所用的前置放大器应具有极高的输入阻抗，把泄漏减少到测量准确度所要求的限度以内。压电式传感器的前置放大器有：电压放大器和电荷放大器。所用电压放大器就是高输入阻抗的比例放大器，其电路比较简单，但输出受连接电缆对地电容的影响，适用于一般振动测量。电荷放大器以电容作负反馈，使用中基本不受电缆电容的影响。在电荷放大器中，通常用高质量的元、器件，输入阻抗高，但价格也比较贵。

Q＝dij﹒F=dij﹒M﹒a
Q――压电晶体输出的电荷 dij――压电晶体的二阶压电张量。 M――传感器的敏感质量。 a――所受的振动加速度值。

压电式加速度传感器构成元件
常用的压电式加速度计的结构形式如图所示，是由预压弹簧，质量块，基座，压电元件和外壳组成。图中为环形剪切型，结构简单，能做成极小型、高共振频率的加速度计，环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。由于粘结剂会随温度增高而变软，因此最高工作温度受到限制。
压电式加速度传感器幅频特性
压电式加速度传感器幅频特性

压电式加速度传感器幅频特性曲线加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振频率图。一般小阻尼(z<=0.1)的加速度计，上限频率若取为共振频率的 1/3，便可保证幅值误差低于1dB（即12%）；若取为共振频率的1/5，则可保证幅值误差小于0.5dB（即6%），相移小于30。但共振频率与加速度计的固定状况有关，加速度计出厂时给出的幅频曲线是在刚性连接的固定情况下得到的。实际使用的固定方法往往难于达到刚性连接，因而共振频率和使用上限频率都会有所下降

第10章加速度G传感器.ppt

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10.1 加速度传感器工作原理概述
辅助传感器为笛簧开关型，玻璃管内充入了惰性气体，触点采用了镀金与镀锗工艺。当传感器受到前方的强烈冲击，动作时，在惯性力作用下，永久磁铁滑动、笛簧开关闭合(ON)。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 6“陆地巡洋舰”牌车ABS用加速度传感器
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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 2“塞普达”车安全气囊用传感器
“塞普达”车与“滑翔机牌”采用同样的安全气囊，但所用传感器不同，“塞普达”车用前安全气囊传感器的结构称为滚轴式传感器，它是由滚柱、片簧及挡销等构成的，其中滚柱和旋转触头制为一个合件，片簧和固定触点制为一个合件. 在传感器不起作用时，在片簧预加载荷的作用下，滚柱靠在挡销上，固定触头与旋转触头处于断开状态。当加有冲击时，在惯性力的作用下，滚柱转动，与滚柱成为合件的旋转触头移动，当其与固定触头接触时，对外输出ON信号。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 5“西维克”牌车安全气囊用传感器
西维克牌车安全气囊用传感器分主传感器和辅助传感器两种，前者为气体阻尼型，后者为笛簧开关型，这两种传感器均内装于转向器轿车辅助保护系统(SRS)中。主传感器的本体内装于封有惰性气体的金属壳中，且采用了耐久性非常好的镀金触头。主传感器的工作原理:当前方受到强烈冲击时，在克服了弹簧弹力与阻尼力后，在惯性力的作用下，重块即动触头滑动，与触头接触，传感器有ON信号输出。
普通简称为4WD车的就是四轮驱动车，有时4个车轮大致是同相位减速的，特别是在低μ道路上，这种趋向更加显著，因而这种ABS控制是不可靠的，所以采用了G传感器，视道路状态是高μ或是低μ，改变运算方法，这才是可靠的ABA 系统.

Android应用之加速度传感器

AndroidManifest.xml---分解1
• <manifest xmlns:android="/apk/res/and roid" • /*定义android命名空间，一般为 /apk/res/android，这样使得 Android中各种标准属性能在文件中使用，提供了大部分元素中的数据。*/ • package="com.example.gravity" • /*指定本应用内java主程序包的包名，它也是一个应用进程的默认名称*/ • android:versionCode="1" • /*是给设备程序识别版本(升级)用的必须是一个interger值代表app更新过多少次，比如第一版一般为1，之后若要更新版本就设置为2……*/ • android:versionName="1.0" >/*这个名称是给用户看的，可以将你的APP版本号设置为1.0版，后续更新版本设置为1.1……*/
/* 第一个参数为Listener实例，第二个参数为想接收的传感器，第三个参数为接收频度*/
销毁
mSensorManager.unregisterListener(this);
/*来销毁一个传感器*/
动作处理过程
5.3加速度传感器的基本认识
• 5.3.1通过手机加速度传感器获取加速度 • 5.3.2通过手机加速度传感器获取加速度变化曲线
传感器事件
• 1）加速度传感器元件焊到手机中供软件开发过程师使用。在编写 android程序时，需要注册加速度传感器。FrameworkAPI对加速度输出进行封装，提供一个传感器类，我们就根据当前的传感器类型获得需要的值。因为传感器的值是频率性的，即每固定毫秒返回一个值。所以我们需要一个触发机制，要用事件监听。 • 2）当加速度传感器监测到手机加速度变化的时候，就会产生一个传感器事件 • 3）传感器事件也是一个对象 • 4）应用程序从传感器事件对象获取这时刻的手机加速度

加速度传感器及压电式传感器应用

加速度传感器及压电式传感器应用摘要：加速度传感器是一种惯性传感器,它能感受加速度并转换成可用输出信号，被广泛用于航空航天、武器系统、汽车、消费电子等。

通过加速度的测量，本文简单介绍了加速度传感器的种类、原理及相关应用并着重介绍了压电式加速度传感器。

关键词：加速度，传感器，应用一加速度传感器概况加速度检测是基于测试仪器检测质量敏感加速度产生惯性力的测量，是一种全自主的惯性测量，加速度检测广泛应用于航天、航空和航海的惯性导航系统及运载武器的制导系统中，在振动试验、地震监测、爆破工程、地基测量、地矿勘测等领域也有广泛的应用。

测量加速度，目前主要是通过加速度传感器（俗称加速度计），并配以适当的检测电路进行的，在(1～64)Hz的设备频率下典型的加速度测量范围为(0．1～10)g。

加速度传感器的种类繁多，依据对加速度计内检测质量所产生的惯性力的检测方式来分，加速度计可分为压电式、压阻式、应变式、电容式、振梁式、磁电感应式、隧道电流式、热电式等；按检测质量的支承方式来分，则可分为悬臂梁式、摆式、折叠梁式、简支承梁式等。

多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的，当输入加速度时，加速度通过质量块形成的惯性力加在压电材料上，压电材料产生的变形和由此产生的电荷与加速度成正比，输出电量经放大后就可检测出加速度大小。

下表为部分加速度计的检测方法及其主要性能特点。

(~(~(~(~(~~((~部分加速度计的检测方法及其主要性能特点从测量维数上来看，单维的加速度传感器技术比较成熟，绝大多数加速度传感器为一维型(单轴)，而微惯性系统以及其他～些应用场合常常需要双轴或者三轴的加速度传感器来检测加速度矢量，目前市场上有越来越多的产品应用了双轴以及三轴加速度传感器。

如美国美新半导体有限公司(MEMSIC)开发出了用于车身控制的双轴加速度传感器，该产品的特点是没有机械可动部分，而且产品供货后的故障发生率一直控制在一位数多的ppm值。

第10章汽车加速度传感器ppt课件

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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 5“西维克”牌车安全气囊用传感器
西维克牌车安全气囊用传感器分主传感器和辅助传感器两种，前者为气体阻尼型，后者为笛簧开关型，这两种传感器均内装于转向器轿车辅助保护系统(SRS)中。主传感器的本体内装于封有惰性气体的金属壳中，且采用了耐久性非常好的镀金触头。主传感器的工作原理:当前方受到强烈冲击时，在克服了弹簧弹力与阻尼力后，在惯性力的作用下，重块即动触头滑动，与触头接触，传感器有ON信号输出。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
偏心锤式加速度传感器的工作原理:因旋转触头与偏心转子是一个整体式结构，在弹簧预压力的作用下，偏心转子和偏心锤都靠在挡块上，挡块与外壳也是一个整体结构，固定触头与旋转触头处于断开状态。但当受到冲击有减速度加到传感器上时，与偏心转子为一体的旋转触头旋转，并与固定触头连通，输出ON信号. 辅助传感器的结构与前安全气囊用传感器的结构相同。
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10.2 钢球式加速度传感器
10. 2. 4钢球式加速度传感器的性能与可靠性
(1)传感器的性能。传感器的各项性能见表10一1。从使产品更加完善的角度概括说明下列几点。 ①滞后。 ②关于温度漂移。 (2)可靠性。为使产品更加完善，对需注意的两点稍加说明 ①抗干扰性能。 ②耐热冲击性能。
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10.1 加速度传感器工作原理概述
10. 1. 8“希玛”4WD车用G传感器
希玛4WD车具有牵引力控制、ABS功能，因此车上设置了检测车辆前、后加速度的传感器及检测横向加速度的横G传感器。树脂外壳内充满了硅油，永久磁铁置于中间，当车辆加、减速时，形成了永久磁铁的位移，此位移通过霍尔元件变换成电信号，再输入到控制组件中。