加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。加速力就是當物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是個(gè)常量,比如g,也可以是變量。加速度計有兩種:一種是角加速度計,是由陀螺儀(角速度傳感器)的改進(jìn)的。另一種就是線(xiàn)加速度計。
通過(guò)測量由于重力引起的加速度,你可以計算出設備相對于水平面的傾斜角度。通過(guò)分析動(dòng)態(tài)加速度,你可以分析出設備移動(dòng)的方式。但是剛開(kāi)始的時(shí)候,你會(huì )發(fā)現光測量?jì)A角和加速度好像不是很有用。但是,現在工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。
加速度傳感器可以幫助你的機器人了解它現在身處的環(huán)境。是在爬山?還是在走下坡,摔倒了沒(méi)有?或者對于飛行類(lèi)的機器人來(lái)說(shuō),對于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。一個(gè)好的程序員能夠使用加速度傳感器來(lái)回答所有上述問(wèn)題。加速度傳感器甚至可以用來(lái)分析發(fā)動(dòng)機的振動(dòng)?! ?/div>
線(xiàn)加速度計的原理是慣性原理,也就是力的平衡,A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測量F就可以了。怎么測量F?用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對應于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗去標定這個(gè)比例系數就行了。當然中間的信號傳輸、放大、濾波就是電路的事了。
多數加速度傳感器是根據壓電效應的原理來(lái)工作的所謂的壓電效應就是 "對于不存在對稱(chēng)中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外,還將改變晶體的極化狀態(tài),在晶體內部建立電場(chǎng),這種由于機械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現象稱(chēng)為正壓電效應 "?! ?/div>
一般加速度傳感器就是利用了其內部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì )產(chǎn)生電壓,只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系,就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然,還有很多其它方法來(lái)制作加速度傳感器,比如壓阻技術(shù),電容效應,熱氣泡效應,光效應,但是其基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形,通過(guò)測量其變形量并用相關(guān)電路轉化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的機會(huì )和問(wèn)題?! ?/div>
壓阻式加速度傳感器由于在汽車(chē)工業(yè)中的廣泛應用而發(fā)展快,加速度傳感器主要用于汽車(chē)安全氣囊、防抱死系統、牽引控制系統等安全性能方面。由于安全性越來(lái)越成為汽車(chē)制造商的賣(mài)點(diǎn),這種附加系統也越來(lái)越多。壓阻式加速度傳感器2000年的市場(chǎng)規模約為4.2億美元,根據有關(guān)調查,預計其市值將按年平均4.1%速度增長(cháng),至2007年達到5.6億美元。這其中,歐洲市場(chǎng)的速度快,因為歐洲是許多安全氣囊和汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的所在地?! ?/div>