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什么是加速度計?
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/8/3

加速度計是裝置,其測量加速度,這是的變化率的速度的一個對象。它們以米/秒平方(m / s 2)或G力(g)為單位。在地球上,我們這里的一個G力等效于9.8 m / s 2,但這確實會隨著高度的變化而變化(由于重力的變化,在不同的行星上它的值會有所不同)。加速度計可用于感測系統(tǒng)中的振動或定向應(yīng)用。


ADXL345接線板


加速度計的工作原理

加速度計是一種機(jī)電設(shè)備,可感應(yīng)靜態(tài)或動態(tài)加速度。靜態(tài)力包括重力,而動態(tài)力可以包括振動和運(yùn)動。


加速度計的測量軸

加速度計可以測量一,二或三軸上的加速度。隨著3軸單元開發(fā)成本的降低,它們變得越來越普遍。


通常,加速度計內(nèi)部包含電容板。其中一些是固定的,而另一些則固定在微小的彈簧上,這些微小的彈簧會隨著加速度作用在傳感器上而在內(nèi)部移動。當(dāng)這些板相對于彼此移動時,它們之間的電容改變。根據(jù)電容的這些變化,可以確定加速度。


其他加速度計可以以壓電材料為中心。當(dāng)置于機(jī)械應(yīng)力(例如加速度)下時,這些微小的晶體結(jié)構(gòu)會輸出電荷。


加速度計工作原理的表示

壓電加速度計內(nèi)部的一個例子

對于大多數(shù)加速度計,操作所需的基本連接是電源和通信線路。與往常一樣,請閱讀數(shù)據(jù)表以確保正確連接。


通訊介面

加速度計將通過模擬,數(shù)字或脈寬調(diào)制的連接接口進(jìn)行通信。


模擬 -具有模擬接口的加速度計通過變化的電壓水平顯示加速度。這些值通常在接地和電源電壓電平之間波動。然后可以使用微控制器上的ADC讀取該值。這些通常比數(shù)字加速度計便宜。


數(shù)字 -具有數(shù)字接口的加速度計可以通過SPI或I 2 C通信協(xié)議進(jìn)行通信。與模擬加速度計相比,它們往往具有更多的功能并且不易受到噪聲的影響。


脈沖寬度調(diào)制(PWM) -加速計,超過輸出數(shù)據(jù)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出的方波已知周期,但占空比與加速度的變化而變化。


功率

加速度計通常是低功率設(shè)備。所需電流通常在5V或更低的電源電壓范圍內(nèi),在微(μ)或毫安范圍內(nèi)。電流消耗可以根據(jù)設(shè)置而變化(例如,省電模式與標(biāo)準(zhǔn)操作模式)。這些不同的模式可以使加速度計非常適合電池供電的應(yīng)用。


確保正確的邏輯電平匹配,尤其是與數(shù)字接口匹配的邏輯電平。


如何選擇加速度計

在選擇使用哪個加速度計時,需要考慮多個功能,包括電源要求和通信接口,如前所述。以下是要考慮的其他功能。


范圍

大多數(shù)加速度計將具有可以測量的力的可選范圍。這些范圍可以從±1g到±250g不等。通常,范圍越小,加速度計的讀數(shù)越敏感。例如,要測量桌面上的微小振動,使用小范圍的加速度計會比使用250g的范圍(更適合火箭)提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

該ADXL362三軸加速度計可以測量±2G,±4g和±8克。

附加功能

一些加速度計包括諸如抽頭檢測(適用于低功率應(yīng)用),自由落體檢測(用于主動硬盤保護(hù)),溫度補(bǔ)償(以提高航位推算情況下的精度)和0-g范圍感應(yīng)等功能。購買加速度計時要考慮的其他功能。加速度計上對這些類型的功能的需求將由結(jié)合了加速度計的應(yīng)用來確定。


還提供IMU (慣性測量單元),它們可以將加速度計,陀螺儀,甚至偶爾將磁力計包括在單個IC封裝或板中。其中的一些示例包括MPU6050和MPU9150。這些通常用于運(yùn)動跟蹤應(yīng)用程序和無人機(jī)制導(dǎo)系統(tǒng),其中物體的位置和方向很重要。


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