第4章(A-1)电容式加速度传感器

1、第4章(A-1 ) :电容式加速度传感器、1、炸色传感器芯片、炸色传感器产品主要分为惯性传感器、压力传感器和电场传感器三个部分。 2、加速度传感器的应用，惯性传感器是一种加速度传感器，能检测倾斜、振动和冲击，因此可用于汽车乘客的安全、振动监视、运动诊断、防盗装置、电平衡、地震检测、倾斜/倾斜计和便携式电子设备。 3、应用原理、加速度传感器检测x、y、z轴方向的加速度，用模拟电压表示检测到的加速度的大小，IC内部主要由2个芯片构成，是重力传感器单元(负责加速度的检测)和控制IC单元(负责信号处理)。 双芯片可以单独配置，也可以重叠处理。 3、应用原理，x轴或z轴的重力检测单元将检测到的加速度变化

2、量信号传送给电荷积分器，执行积分运算，然后执行采样、保持和信号放大处理，最后通过低通滤波器去除高频噪声，在温度补偿处理后输出加速度信息。 该输出的模拟电压和检测到的加速度值维持线性比例的特性，不受温度的影响。 3，应用原理，3-1x轴方向g测量，电容的物理特性：电容值的大小与电极板的面积大小成正比，与电极板的间隔距离成反比的g传感器单元利用电容的原理设计的3-1x轴方向g测量，左上角的单元块，浓部分表示可动电极板， 深色电极板的上左偏置和下右偏置板，如果作为固定电极板的深色电极板因加速度的影响而改变左右偏置板的间隔，则使电容值变化，促进电容电压值的变化，因此可以根据该特性计算出加速度的大小。3

3、-1x轴方向g测定、Scanningelectronmicroscope :扫描电子显微镜、3-2z轴方向g测定、z轴方向垂直g测定单元的测定原理与x轴方向g测定单元的测定原理相同，但结构不同。 在3-2z轴方向g测定中，中间极板因加速度的影响而与上下极板的间隔变化时，会产生电容值的变化。 因此，能够根据该特性计算该加速度的大小。 有缓冲可动电极板移动的弹簧装置。 3-2z轴方向g测量，4，加速度传感器的6种传感功能，加速度传感器的传感功能1 )倾斜检测2 )运动检测3 )振动检测5 )自由落下检测，4-1倾斜检测，倾斜检测电子罗盘，倾斜计，文本滚动阅览/用户界面可以检测4-1倾斜，当加速度传

4、感器静止时，可以检测倾斜角度，当倾斜角度在90之间变化时，加速度传感器的输出在1.0g 1.0g之间变化。 相对于输出电压倾斜角的公式是，VOUT加速传感器的输出的Voff零加速度； V/G灵敏度； 地球重力1.0G倾斜角、4-2运动检测、运动检测可用于运动控制、计步器、基本运动检测。 进行运动检测时，需要考虑位移的计算方法、g值的范围选择、测量轴的使用等几个因素。 首先确定位移：计算位移要对加速度进行双重积分，对速度部分进行一次积分。 g值的范围根据对象而在220g之间变化。 由4-2运动检测、跳跃运动引起的电压输出的变化是模式的，从图中可以看出，跳跃到最高点时处于无重力状态，着地时加速度变

5、为接近脉冲的波形，可以根据曲线的变化来判断具体的运动状况。 4-2运动检查、4-3定位检查、定位检查可以用于汽车导航、防盗设备、地图跟踪。 定位检测应考虑的因素是加速度的范围和加速度传感器的安装方法。 如果对加速度数据进行双重积分，就能得到位置数据。 另外，由于加速度数据不连续，所以需要进行近似积分。进行4-3定位的检测、定位计算时，必须假设初始位置和速度为零。 对运动的时间变化的方程式进行积分，通过在每个时间间隔中将位置和速度的增量分别加到前面的值上来表示积分的运算。 4-4振动检测、振动检测可用于下降记录、黑盒/故障记录仪、硬盘保护、输送和处理监视器。 振动检测是要考虑的因素选择g值的范围

6、。 一般来说，振动检测所需的加速度传感器是根据被测量对象的减速度来决定的。 当然，算法因设计而不同，通常被设定为超过某一阈值。 通常，重力变化范围是自由落下检测为1.5g，汽车碰撞为250g。 4-5振动检测、振动检测可用于地震活动监测、智能马达维护、家电平衡和监测。 振动检测中应该考虑的因素是分析振动频率的数量，确定g值的范围和最佳加速度传感器的设置位置。 当通过高速傅立叶变换的加速度数据分析得到振动频率时，高速傅立叶变换将振动信号分解为其高次谐波成分，各电动机的振动有自己的高次谐波成分信号。 通常，根据振动的马达和对象的不同，重力的变化范围为220g。 越靠近安装有加速度传感器的振动源，g

7、的范围就越大。 在4-5振动检测、电动机控制器的应用中，可以用加速度传感器使振动量变化为数据，根据该数据判断振动量的大小，可以用于预防性的维护、振动信号的检测、电动机故障的检测、成本的节约。 4-6自由落下检测、自由落下检测可以用于自由落下保护、下降记录、下降检测、运动控制和认知等。 自由落下检测分为直线落下、旋转型落下、投射落下三种。 应该考虑的因素是，线性落下g的范围一般在1g之间，是投影型落下，因此，需要考虑横轴的加速度的多寡和要求自由落下时的检测的高度。 完全自由落下时，直线自由落下需要3轴加速度计。 旋转和投射的自由落下需要复杂的算法来监视自由落下信号。 在4-6自由坠落检测、硬盘保

8、护应用中，自由坠落检测是最近在消费电子产品中出现的新应用，利用该功能可以安全地保护硬盘数据。 在硬盘自由坠落并撞击地面之前，系统从加速度传感器获得的数据中分析相应的危机状态，并立即对硬盘磁头作出反应，以防止磁头在撞击时破坏硬盘数据。 也适用于音乐播放器、电话、PDA和其他便携式电子设备，包括下降记录检测和三轴检测功能。 5、MMA7260QIC、XYZ低g加速度传感器，其特性为单封装的3轴感应低压动作：2.23.6V电流消耗低(标准： 500A )休眠模式下电流消耗低(3A )模拟输出350Hz带宽g选择： 1.5g、2g、4g QFN-16封装(6mmx6mmx1.45mm )无铅材料和绿色材料20 85的工作温度具有低功耗特性，含有休眠模式的引脚。 具有高速启动性能。 休眠模式的觉醒时间只有0.5毫秒。 通过将活动低电平的休眠模式引脚设为高电平(Vdd )来实现触发，将x、y、z的输出从Vss状态恢复。 其通常的通电时间也非常快，只有一点点。 5、