加速度传感器的检测应用研究进展

合集下载

光纤加速度传感器的研究进展

光纤加速度传感器的研究进展

的质量块 , 此 时 光 栅 与 悬 臂 梁 的 中 性 层所 成 的 角 度 为9. 6 。 。 加 速 度 的 变 化 会 引起 光
带 宽 与 加 速 度 大 小 成 线性 关 系 , 且 灵 敏 度
需 求 促 进 了加 速 度 传 感 器 的 不 断 发 展 , 从 导 致 激 光 偏 振 态 的 改 变 。 从 另外 一 端 输 出 上 的 硅微 反射 镜 形 成一 个 F — P 谐振 腔 。 在V 的偏 振 光 经过 检 偏 器 后 通 过 光 电二 极 管 来 形 槽 与 光 纤 固 定 支 架 之 间 装 有 一 个 PZ T, 检测 , 不 同 的 加 速 度 大 小 对 应 不 同 的 偏 振 通 过 施 加 音 频 信 号 对 腔 长 生 成 相 位 载 波 ( P GC) 调制 , 腔 长 的 变化 与光 纤轴 向方 向 的
F P e n g 等人 于2 O 1 2 年 设计 了一种 紧凑 温 度 不 敏 感 型 加 速 度 传 感 的 目 的 。 w - J
1 光纤 光学加速 度传感器
1 . 1强 度调 制型 强度 调 制 型加 速 度 传 感器 是 指 通 过 调 制 光 纤 中 传输 光 的 强 度从 而 达 到 测 量 加 速 度 的 目的 , 主 要 包 含 有透 射 式 、 反射式 、 偏 解调 、 成 本 相对 低 廉 , 缺 点是 精 度 不高 。 ( 1 ) 透 射式 光纤 加 速 度传 感器 。
种 类 繁 多 的 加 速 度 传 感 器结 构 , 而 光 纤 加 态 , 即 不 同 的 接收 光 强 [ 】 1 。 速 度 传 感 器 相 比 于 硅 微 电 子 式加 速 度传 感 1 . 2相位 调 制型 器来说 , 高精度 、 不受电磁干扰 、 能 在 恶 劣

加速度传感器的应用和原理

加速度传感器的应用和原理

加速度传感器的应用和原理一、引言加速度传感器作为一种重要的传感器,广泛应用于许多领域,如汽车行业、工业制造业、航空航天等。

本文将介绍加速度传感器的应用和原理。

二、加速度传感器的应用加速度传感器具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点,因此在很多领域都得到了广泛应用。

以下是一些加速度传感器的应用场景:1.汽车行业:在汽车中,加速度传感器可以用于车辆的动态平衡控制、制动系统和悬挂系统的优化和控制,以及碰撞检测和安全气囊系统等。

2.工业制造业:在工业制造过程中,加速度传感器可用于监测和测量机器设备的振动和震动,从而实现机器设备的故障检测和预测维修。

3.航空航天:加速度传感器可以用于飞机、导弹和火箭的姿态控制和稳定,以及航天器的姿态测量和导航系统。

4.运动追踪:加速度传感器可以用于智能手环、智能手表和智能手机中,实现步数计算、距离测量、睡眠监测等功能。

同时在体育训练中也可以用来监测运动员的运动状态和姿势。

三、加速度传感器的原理加速度传感器基于压电效应或惯性效应,来测量物体的加速度。

1.压电效应原理压电效应是指某些材料在受力时会产生电荷分布不均匀的现象。

当压电材料受到外力作用时,材料内部的电荷分布会改变,从而产生电位差。

通过测量这个电位差的变化,就可以得知物体的加速度。

2.惯性效应原理惯性效应是指物体的运动状态在改变时产生的内部力,这个原理也是加速度传感器常用的原理之一。

加速度传感器的惯性效应原理是基于牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。

通过测量物体在加速过程中的惯性力,就可以得知物体的加速度。

四、加速度传感器的工作方式加速度传感器一般分为模拟式和数字式两种工作方式。

1.模拟式加速度传感器模拟式加速度传感器输出的是一个模拟电压信号,输出电压的大小与加速度成正比。

这种传感器通常需要使用模拟信号处理电路进行信号调理和滤波,以使得输出信号更加稳定和可靠。

2.数字式加速度传感器数字式加速度传感器能够直接输出数字信号,无需进行模拟信号处理。

基于加速度传感器的动作识别技术研究

基于加速度传感器的动作识别技术研究

基于加速度传感器的动作识别技术研究随着科技的不断推进,加速度传感器被日益广泛地应用于各个领域中。

其中,基于加速度传感器的动作识别技术已经成为了人们关注的焦点。

这项技术能够通过检测运动员身上的加速度传感器,来准确地识别出他们正在进行的动作,并从中提取出有用的信息。

在本文中,我们将详细探讨基于加速度传感器的动作识别技术的研究进展以及未来的发展方向。

一、技术背景加速度传感器是一种能够检测物体加速度的装置,它是一种微机电系统(MEMS)。

合成对数周期(SLP)算法、人工神经网络(ANN)算法和决策树算法是常用的动作识别技术。

加速度传感器技术在运动测量领域的应用非常广泛,例如,用于测量地震,检测楼房的结构是否牢固,还用于医学领域,例如,检测人类的步态是否正常。

二、基于加速度传感器的动作识别技术的研究进展基于加速度传感器的动作识别技术最初是用于运动医学和康复医学领域,虽然它在这些领域中的应用非常成功。

但是,现在这项技术已经扩展到了更广泛的领域,例如,人机交互界面、智能手环等。

而且,这项技术还可以用于控制机械臂、福利设施等。

这是因为加速度传感器技术可以帮助工程师们探索不同领域的新思路和方法。

对于动作识别技术的研究,有很多的应用场景和创新的可能性,同时也有很多挑战。

最近几年,人们一直在尝试发现一些新的方法和算法,以更准确地检测出不同的动作。

一项研究发现,加速度传感器可能会因载体的不稳定而出现误差。

因此,需要开展一些相关的研究工作,提高保真度,并且完善研究的标准化。

三、未来的发展方向除了应用场景和算法方面的研究,未来还需要在硬件设计方面进行更深入的探索。

例如,我们必须解决能源问题,保证加速度传感器可以长时间工作。

同时,还需要研究新型加速度传感器的性能和特性,这些传感器可以被用于新的领域,例如,运动物品追踪。

此外,基于加速度传感器的动作识别技术还发挥着越来越重要的作用,例如,通过识别运动员进行的动作,可以准确评估他们的运动能力,从而制定更好的训练计划。

加速度计和陀螺仪传感器原理、检测及应用

加速度计和陀螺仪传感器原理、检测及应用

加速度计和陀螺仪传感器原理、检测及应用摘要:微机电系统(MEMS)在消费电子领域的应用越来越普及,移动市场的增长也带动了MEMS需求的日益旺盛。

实际上,MEMS传感器正在成为消费类和移动产品差异化的关键要素,例如游戏控制器、智能手机和平板电脑。

MEMS为用户提供了与其智能设备交互的全新方式。

本文简要介绍MEMS的工作原理、检测架构以及各种潜在应用。

本文网络版地址:http:///article/247467.htm关键词:MEMS;加速度计;陀螺仪;传感器DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2014.5.013引言微机电系统(MEMS)将机械和电子元件集成在微米级的小型结构中。

利用微机械加工将所有电气器件、传感器和机械元件集成至一片共用的硅基片,从而由半导体和微加工技术组合而成。

MEMS系统的主要元件是机械单元、检测电路以及ASIC或微控制器。

本文简要介绍MEMS加速度计传感器和陀螺仪,讨论其工作原理、检测结构以及目前市场的热点应用,对我们日常生活具有深远的影响。

1 MEMS惯性传感器MEMS传感器在许多应用中测量沿一个或多个轴向的线性加速度,或者环绕一个或多个轴的角速度,以作为输入控制系统(图1)。

MEMS加速度计传感器通常利用位置测量接口电路测量物体的位移,然后利用模/数转换器(ADC)将测量值转换为数字电信号,以便进行数字处理。

陀螺仪则测量物体由于科里奥利加速度而发生的位移。

2 加速度计工作原理根据牛顿第二定律,物理加速度(m/s2)与受到的合力(N)成正比,与其质量(kg)成反比,加速度方向与合力相同。

上述过程可简单归纳为:作用力导致物体发生位移,进而发生电容变化。

将多个电极并联,可获得更大的电容变化,更容易检测到位移(图4)。

V1和V2连接至电容的每侧,电容分压器的中心连接到物体。

物体重心的模拟电压通过电荷放大、信号调理、解调及低通滤波,然后利用Σ-ΔADC将其转换为数字信号。

三轴加速度传感器测量体力活动研究进展

三轴加速度传感器测量体力活动研究进展

2018年(第8卷)第14期体育大视野DOI:10.16655/ki.2095-2813.2018.14.230三轴加速度传感器测量体力活动研究进展①舒潇(四川体育科学研究所 四川成都 610041)摘 要:随着时代的发展越来越多的人缺乏锻炼,体力活动水平低下。

肥胖患者增多,伴随而来的是各种疾病已然成为全球问题。

越来越多的居民开始关注体力活动,各种测量仪器也应运而生,加速度传感器就是一种,它具有体积小,易于携带,同时测量精确,可重复使用,价格低廉,对受试者影响小等优点,在国外被广泛应用于日常体力活动的研究。

本综述将具体对加速度传感器校度、最佳佩戴时间、最佳佩戴位置以及生活中的应用等进行分析讨论。

关键词:三轴加速度传感器 体力活动 综述中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2018)05(b)-0230-02WHO把体力活动定义为通过骨骼肌收缩消耗能量的任何身体移动。

大量流行病学研究证明了体力活动的不足与许多疾病密切相关,如常见的心血管疾病、糖尿病、骨质疏松、肥胖症、部分类型癌症(结直肠癌、乳腺癌)等。

体力活动量也不是越高越好,准确评定体力活动,就可获得健康与体力活动的关系,并获得长期行为趋势和评估干预效果。

回顾性调查法是目前国内测量体力活动的主要方法,但问卷获得结果常常是前后矛盾的。

加速度传感器具有体积小,易于携带,同时测量精确,可重复使用,价格低廉,对受试者影响小等优点,被广泛应用于测量不同人群体力活动的研究。

加速度传感器能精确测量体力活动的能量消耗、运动频率、运动强度和运动持续时间,且无需被测者进行回顾。

现今在发达国家,加速度传感器应用于体力活动的研究已相当成熟。

本综述对近年来文献进行了归纳总结。

1 加速度传感器测量方法研究1.1 加速度传感器原理加速度传感器的原理是通过感应物体加速度后,产生形变,再转化为电信号输出。

形变越大,电压值越大,形变越小电压值越小。

传感器在检测技术中的应用及发展的研究

传感器在检测技术中的应用及发展的研究

传感器在检测技术中的应用及发展的研究一:传感器在检测技术中的作用及地位检测(Detection)是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。

能够自动的完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。

检测技术是现代化领域中很有发展前途的技术,他在国民经济中起着极其重要的作用。

近几十年来,自动控制理论和计算机技术迅速发展,并已应用到生产和生活的各个领域。

但是,由于作为“感觉器官”的传感器技术没有与计算机技术协调发展,出现了信息处理功能发达、检测功能不足的局面。

目前许多国家已投入大量人力、物力,发展各类新型传感器,检测技术在国民经济中的地位也日益提高。

传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。

随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。

传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。

在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。

传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。

对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。

我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。

传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。

MEMS加速度传感器计量检测技术的研究进展

MEMS加速度传感器计量检测技术的研究进展
适于大批量生 产 ,所 以具有 很高 的性 价 比 。
ME MS加速 度 传 感 器 主 要 由质 量 块 及 悬 挂 在 传 感
器周边框架结构上 的弹性元件 ( 弹簧)构成。当加速 度传感器连同外界物体一起加速运动时 ,质量块受到
惯性 力 的作 用 向相 反 的方 向运 动 ,加 速 度 就 可 以通 过
d v lp n tt s o MS a c l r mee s nr d c d te r l s i c t n,w r i g p i cp e a d f au e ,a d p it d o t r s e t f r u t e e eo me ts u fME c ee a o tr ,i t u e h i a sf ai o c i o o k n rn i l n e tr s n o n e u o p cs o rh r p f
得 了许 多研 究进 展 。
意 法半 导 体 、美 国飞 思 卡 尔 半 导 体 、美 国 A D和 芬 兰 V I 世界 著 名 公 司 ,以及 美 国斯 坦 福 大 学 、 日 T等 本 丰桥 大学 等科 研 机 构 都 展 开 了 ME MS加 速 度传 感 器 的深入 研究 。 日前 ,美 国 A D公 司 的 D oohr .H lce 等报 l 道 了一 种新 型三 轴 ME MS加 速 度 传 感 器 ,该 传 感 器 采 用 单一 质 量块 ,价 格 低廉 ,平 衡 了消 费者 对 性 能 和 价
摘 要 :MEMS加 速 度 传 感 器 在 计 量 检 测 中 有 着 广 泛 的 应 用 。 本 文 综 述 了 ME MS加 速 度 传 感 器 的 发 展 概 况 , 总 结 了其 分 类 方 法 、 工 作 原 理 及 特 点 , 并提 出 发 展 趋 势 。 关 键 词 :ME MS加 速 度 传 感 器 ; 计 量 检 测 ; 研 究 进 展 中 图 分 类 号 :T 8 4 4 H 2 . 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 7 6 4—5 9 ( 0 0) 0 75 2 1 4—0 0 0 5—0 4

基于MEMS技术的加速度传感器研究

基于MEMS技术的加速度传感器研究

基于MEMS技术的加速度传感器研究近年来,随着科技的发展,MEMS(微机电系统)技术在各个领域的应用越来越广泛。

其中,基于MEMS技术的加速度传感器在运动测量、姿态控制、安全监测等方面具有重要的应用价值。

本文将探讨基于MEMS技术的加速度传感器的原理、制备技术以及应用案例。

加速度传感器是一种能够测量物体加速度或者重力的传感器。

MEMS技术结合了微电子技术和微机械技术,使得传感器的尺寸变得非常小,并且能够批量生产。

基于MEMS技术的加速度传感器通常由微机械加速度传感器和集成电路两部分组成。

微机械加速度传感器通常采用质量悬浮结构,当受到外力作用时,质量将发生位移,由此测量加速度。

制备基于MEMS技术的加速度传感器需要经历多个步骤。

首先,通过光刻技术在硅衬底上形成质量悬浮结构。

然后,将金属电极沉积在衬底上,形成电容结构。

接着,通过刻蚀等工艺,雕刻出质量悬浮结构和电容结构。

最后,借助封装技术和集成电路,将传感器制作完整。

基于MEMS技术的加速度传感器具有许多优势。

首先,尺寸小,可以实现微型化和集成化,方便嵌入各类设备。

其次,价格相对较低,适用于大规模应用。

此外,基于MEMS技术制备的加速度传感器具有很高的灵敏度和稳定性,能够精确测量加速度和重力。

基于MEMS技术的加速度传感器在多个领域有广泛的应用。

在运动测量方面,加速度传感器可以用于测量运动物体的加速度和速度,应用于运动跟踪、步数统计等场景。

在姿态控制方面,加速度传感器可以用于测量物体的倾斜角度和旋转角度,应用于飞行器、机器人等设备的姿态控制。

另外,在安全监测方面,加速度传感器可以用于检测物体的碰撞、震动等,应用于汽车碰撞预警、地震预警等领域。

综上所述,基于MEMS技术的加速度传感器具有广泛的应用前景。

由于其尺寸小、灵敏度高和稳定性好等特点,使得加速度传感器在运动测量、姿态控制和安全监测等方面取得了重要的突破。

未来,随着MEMS技术的不断进步和创新,相信基于MEMS技术的加速度传感器将在更多领域发挥重要作用,为人们的生活带来更多便利和安全。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

就 可测 出任 意倾斜 角 的大小 和方 向 。 利 用加速 度 传 感 器 测 量倾 斜 度 的 这 种 检 测 感 应 功 能, 加速度传感器可应用于倾 斜仪、 பைடு நூலகம்斜度侦测 电子罗 盘 、 旋转 、 图像 文本滚 动浏览/ 用户界 面 、C L D投影 和物 理
治疗法 等方 面。
电流式 、 谐振式等等。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 , 电材 料 产生 的变形 和 压 由此产 生 的电荷与 加 速度 成 正 比, 出 电量 经 放 大后 就 输
稳定等特点 。而且 , 由于微机械结构制作精确 、 重复 陛好 、 易 于集成化 、 适于大批量生产 , 以具有很高 的性价 比。 所 2 几种 加速 度传 感器 的检测 感应功 能 加 速度传 感器 应 用 范 围广 泛 , 般 来 讲 它有 六种 检 一 测 感应 功能 : 斜 度 检测 、 动 检 测 、 位 检 测 、 动 检 倾 运 定 震
1 加 速度传 感器 的研 究概况
加速 度传感 器是 一种 十分重要 的测量 加速力 的 电子
出幅度会有所 变化 , 两种 状 态下 信 号输 出进 行 比较 计 对 算 可推算 出倾 斜角 的大小 , 应用 双轴 、 三轴加 速度传 感器
活动检 测器 , ( ~6 ) z的设 备 频 率下 典 型 的加速 度 在 1 4H 测量 范 围为 ( . 01~1)。加 速 度传 感 器 的种类 繁 多 , 0g 从 测试 原理上 可分 为压 电式 、 电容式 、 电感式 、 压阻式 、 隧道
《 计量与测试技 术》o 年第 3 2∞ 7卷 第 1 o期
加 速 度 传 感 器 的 检 测 应 用 研 究 进 展
C ekn p l ainR sac rg eso ceeo t s h c igA pi t ee rhP o rs fA cl me r c o r e
刘 宇 鞠 文 斌 刘 羽 熙
运用 加 速 度 传 感 器 测 量 步 行 运 动 最 为 经 典 的 研 究 是 Fedo res n等人 采用 A tr h单轴 加 速 度测 量 了三种 速 度 cg p ia
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 ( E I ) M MSC 开发 出 了用 于 车 身控 制 的双
在进 行运 动检测 时 , 需要考 虑几 个 因素 : 如何 计算 它
究 比较广泛 , 特别 是 医学 临床 辅 助诊 断 、 育 运 动训 练 、 体
最近 十几年 来 , 用 微机 电 系统技 术 制 作 的加 速 度 采
人体运 动仿 真等方 面 已取 得大量研 究成 果 。而 国内相对
来说 研究较 少 。
传感器得到了迅速的发展。这种加速度传感器与传统加 工方法制造的加速度传感器相比具有体积小、 重量轻、 性能
电子 和工业 应 用 中实 现高精 确度 的测量 。
的位移, 值的范 围选择及使用量测轴。首先应确定位 g 移: 计算位移要将加速度进行二重积分 , 速度部分则需进 行一次积分。利用这种运动检测感应功能, 加速度传感 器 可应用 于运动控 制 、 步器 和基本 运动检 测等 。 计
国外应用 加速 度传感 器进 行人体运 动检 测方 面的 研
( 中国电子科技集团公司第 四十九研究所 , 黑龙江 哈尔滨 100 ) 50 1
摘 要: 加速度传感器在工业、 军事 、 航天和民用领域检测中有着广泛的应用。本文综述 了加速度传感器 的研究 概况 , 总结 了其六 种检测感应 功能应
用进展 , 并提 出发展趋势。 关键词: 加速度传感器 ; 检测应用 ; 研究进展
轴 加速度 传感 器 , 产 品的特点是 没有机 械可动 部分 , 该 而 且产 品供 货后 的故 障发生 率一直 控制 在 一位数 多 的 pm p 值 。意法 半导 体公 司推 出了一 款全新数 字信号输 出三 轴 加速传 感器 LS3H 其 最 大 测 量值 达 到 2 , 当 于 I31 H, 4g相 F 赛 车在强 劲刹 车时产 生加 速度 的 5倍左 右 , 1 可在 消 费
定于物体的水平面上 , 当物体姿态改变时, 加速度传感器 的敏感轴随之转动一定角度 , 由于重力的作用 , 传感器敏 感轴上的加速度会发生改变 , 因此可通过测量加速度 的 变化来反 映物 体姿态 的变化 。
2 2 运 动检测 .
成 熟 , 大多 数加速 度传感 器 为一维型 ( 绝 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
可检测 出加 速度大 小 。
飞思 卡 尔 半 导 体公 司 推 出的 M 76Q三轴 加 速 MA 20 度传感器 是用 于倾 角测 量 的典 型应 用 之 一 , 以重 力 为 它 输入矢 量来决定 物体 在空间 的姿态 。把加 速度传 感器 固
从测 量维 数上 来 看 , 维 的加 速度 传感 器 技术 比较 单
加速度传感器能获取人体运动时加速度的频率和幅
度 , 安装 简便 、 积 小 , 满 足人 体 运 动评 估 检 测 的 且其 体 能 要求 。Crj C.ot a nV. Bue h n等人采 用压 阻式 三轴 加速 度传
感器测 量人体 运动加 速度 与能量 消耗 的关 系 。此 三轴加
速度传 感器是 由 3 个单 维压 阻式加 速度传 感器 正交 地 安 装在一 个很轻 的立 方体 盒 中 组成 , 由弹 性绷 带 系 与 人 并 体腰背 部 , 现对人 体在坐 、 实 行走 等 日常活动 运动 中加 速 度 的测 量 , 获得加 速度值 与人 体运 动能量 消耗 的关 系 。 并
相关文档
最新文档