飛思卡爾加速度傳感器功能及特性
加速傳感器工作原理及架構(gòu)
飛思卡爾傳感器產(chǎn)品主要分為三大部分：慣性傳感器、壓力傳感器與安全和報警ic。其中,慣性傳感器即為加速傳感器,可以用于偵測傾斜、振動及撞擊,因此可以用在汽車乘客安全、振動監(jiān)控、 運動診斷、 防盜裝置、 電器平衡、 地震檢測、 傾角/傾斜儀及便攜式電子設(shè)備中。
加速傳感器可用來偵測x、y、z軸方向的加速度,以類比電壓來表示所偵測的加速度的大小,在ic內(nèi)部主要由雙芯片構(gòu)成,即重力感測單元（負責(zé)加速度的偵測）與控制ic單元（負責(zé)信號處理）。雙芯片可以分開安置也可以疊放處理。
由圖1可知,x軸或z軸的重力檢測單元將檢測到的加速度變化量信號送到電荷積分器做積分運算,而后進行取樣、保持及信號放大處理,最后用低通濾波器濾除高頻噪音,在溫度補償處理后即可輸出加速度信息。此輸出之類比電壓與偵測的加速度值會維持線性比例的特性,不會受到溫度的影響。
為了說明x軸向g感測單元的感測原理,先來回顧電容的物理特性：電容值的大小與電極板的面積大小成正比,和電極板的間隔距離成反比。g感測單元即利用電容的原理設(shè)計出來的,在圖2中左上角的小區(qū)塊可以看到,藍色的部分代表可移動的電極板,而在藍色電極板的上方左偏置與下方右偏置板塊則是固定的電極板,此時藍色電極板與左右偏置板形成兩個電容,當(dāng)藍色電極板因加速度的影響而改變與左右偏置板的間隔,則使得電容值改變進而促使電容電壓值的改變,因此可借此特性計算出加速度的大小。1）傾斜度偵測
傾斜度偵測電子羅盤,傾斜儀,文本滾動瀏覽/用戶界面,圖像旋轉(zhuǎn),lcd投影,物理治療法。
加速傳感器在靜止時,可用來檢測傾斜角,傾斜角在 90 ~+90 之間變化時,加速傳感器輸出會在 1.0g~+1.0g之間變化。輸出電壓對應(yīng)傾斜角的公式如下示：
其中：
vout=加速傳感器的輸出
voff =零加速度
v/ g=靈敏度
1.0g=地球重力
=傾斜角
在測量傾斜角度時,需考慮傾斜角解析度與ad轉(zhuǎn)換器搭配的問題,在安裝加速傳感器時需要確保反映軸與地面垂直。
