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三軸加速度計(jì)傳感器如何工作？三軸加速度傳感器工作原理

文章出處：新聞動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯：百世精工科技發(fā)表時(shí)間：2023-05-24 10:14:36

在介紹三軸加速度計(jì)傳感器如何工作之前，我們先簡(jiǎn)單介紹下什么是三軸加速度計(jì)傳感器。三軸加速度計(jì)廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)器人、汽車和醫(yī)療領(lǐng)域。它是根據(jù)三軸加速度計(jì)加速度的基本原理來(lái)做功的，具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。它可以測(cè)量空間中的加速度，全面準(zhǔn)確地反映物體的運(yùn)動(dòng)特性。

航天器慣性測(cè)量系統(tǒng)、車輛船舶傾角測(cè)量、機(jī)器人平衡姿態(tài)檢測(cè)、肢體姿態(tài)檢測(cè)等諸多方面都需要測(cè)量物體的傾角。三軸加速度計(jì)采用MEMS加速度計(jì)測(cè)量?jī)A角，具有體積小、重量輕、成本低、不影響被測(cè)對(duì)象機(jī)械機(jī)構(gòu)等特點(diǎn)。

三軸加速度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、加速度傳感器的類型

加速度傳感器主要有以下三種類型：壓電式、電容式和熱式。按輸入軸數(shù)分類，有單軸、雙軸和三軸加速度計(jì)。其中每一個(gè)都有自己的優(yōu)勢(shì)。以電容式三軸加速度計(jì)的技術(shù)原理為例。電容式加速度計(jì)可以感測(cè)運(yùn)動(dòng)條件，例如不同方向的加速度或振動(dòng)。它主要是利用硅的機(jī)械特性設(shè)計(jì)的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要包括兩組硅梳齒，一組固定，一組立即移動(dòng)；前者相當(dāng)于固定電極，后者相當(dāng)于活動(dòng)電極。當(dāng)活動(dòng)梳齒發(fā)生位移時(shí)，電容會(huì)發(fā)生與位移成正比的變化。

2、三軸加速度計(jì)傳感器如何工作？

我們接著介紹三軸加速度傳感器工作原理。三軸加速度計(jì)大多采用壓阻式、壓電式和電容式工作原理。產(chǎn)生的加速度與電阻、電壓和電容的變化成正比，并通過(guò)相應(yīng)的放大和濾波電路收集。這是基于與普通加速度計(jì)相同的原理，所以在一定的技術(shù)中三個(gè)單軸可以變成一個(gè)三軸。對(duì)于大多數(shù)傳感器應(yīng)用，雙軸加速度計(jì)已經(jīng)足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。然而，一些應(yīng)用仍然集中在三軸加速度計(jì)上，例如在數(shù)據(jù)挖掘設(shè)備、貴重資產(chǎn)監(jiān)測(cè)、碰撞監(jiān)測(cè)、測(cè)量建筑物振動(dòng)、風(fēng)力渦輪機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)和其他敏感的大型結(jié)構(gòu)振動(dòng)方面。

三軸加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本組成部分，系統(tǒng)控制器、處理器和存儲(chǔ)器之間的信號(hào)傳輸主要通過(guò)航空航天線路進(jìn)行。作為為航空航天系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，Space Wire可以提高加速度計(jì)的傳輸速率并增強(qiáng)傳輸穩(wěn)定性。

三軸加速度計(jì)傳感器捕獲的數(shù)據(jù)可以提高效率和工廠機(jī)械利用率。嵌入式 3 軸加速度計(jì)為機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)控提供先進(jìn)的加速度傳感。在這種情況下，寬帶寬、小尺寸、低功耗和穩(wěn)定的性能非常重要。

三軸加速度計(jì)具有測(cè)量帶寬（高達(dá)15 kHz），用于關(guān)鍵機(jī)器操作的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。它在加速度的基礎(chǔ)上工作。加速度是一個(gè)空間矢量。一方面，為了準(zhǔn)確理解物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須測(cè)量其三個(gè)坐標(biāo)軸上的組件;必須檢測(cè)加速度信號(hào)。由于三軸加速度計(jì)也是基于重力原理，因此三軸加速度計(jì)可以實(shí)現(xiàn)雙軸正負(fù)90度或雙軸三軸產(chǎn)生的加速度與電阻，電壓和電容的變化成正比，并通過(guò)相應(yīng)的放大和濾波器電路。

三軸加速度傳感器有三個(gè)坐標(biāo)軸

3、三軸加速度傳感器應(yīng)用

三軸加速度傳感器應(yīng)用非常廣泛。三軸加速度計(jì)傳感器為傳統(tǒng)消費(fèi)和手持電子產(chǎn)品的消費(fèi)產(chǎn)品提供了革命性的創(chuàng)新空間。它可以作為用戶動(dòng)作捕捉安裝在游戲機(jī)上。它感知手臂前后、左右、上下的運(yùn)動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)化為游戲中的虛擬場(chǎng)景動(dòng)作，如出拳、揮動(dòng)球拍、跳躍、投魚(yú)等。三軸加速度計(jì)傳感器將過(guò)去的簡(jiǎn)單手指動(dòng)作轉(zhuǎn)化為真實(shí)的身體和身體動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了過(guò)去按鈕操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)游戲和參與感。此外，加速度計(jì)電子計(jì)步器為電子羅盤(pán)提供補(bǔ)償?shù)墓δ芤部捎糜跀?shù)碼相機(jī)的防抖要求。三軸加速度計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是在汽車電子領(lǐng)域。

?它可用于移動(dòng)手持電子設(shè)備，并且可以安裝在游戲機(jī)的手柄上三軸加速度計(jì)在游戲中的應(yīng)用模擬游戲的控制。

?它具有重量輕的特點(diǎn)，可以測(cè)量空間加速度，充分準(zhǔn)確地反映物體的運(yùn)動(dòng)特性，已廣泛應(yīng)用于航空航天，機(jī)器人，汽車和醫(yī)學(xué)。

?當(dāng)事先不知道物體的移動(dòng)方向時(shí)，只能使用三維加速度傳感器來(lái)檢測(cè)加速度信號(hào)。三維加速度傳感器具有重量輕的特點(diǎn)，可以測(cè)量空間中的加速度，全面準(zhǔn)確地反映物體的運(yùn)動(dòng)特性。

三軸加速度傳感器應(yīng)用廣泛