【導(dǎo)讀】從本文開始將為大家具體介紹傳感器相關(guān)的內(nèi)容。正如在“前言”中提到的，將從物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)展開相關(guān)介紹。我們首先來了解“加速度傳感器”。近年來，加速度傳感器被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等眾多設(shè)備中，可以說是人們最熟悉的傳感器之一。
本文的關(guān)鍵要點(diǎn)
?“加速度傳感器”是用來檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)的速度（即加速度）的傳感器。
?從原理方面看，加速度傳感器是通過檢測(cè)因移動(dòng)或傾斜而引發(fā)的與彈簧連接的質(zhì)量塊的位置變化來獲得加速度的。
從本文開始將為大家具體介紹傳感器相關(guān)的內(nèi)容。正如在“前言”中提到的，將從物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)展開相關(guān)介紹。我們首先來了解“加速度傳感器”。近年來，加速度傳感器被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等眾多設(shè)備中，可以說是人們最熟悉的傳感器之一。
什么是加速度傳感器
“加速度”是指單位時(shí)間內(nèi)的速度，測(cè)量這種加速度的傳感器即是“加速度傳感器”。通過測(cè)量加速度，可以檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)、傾斜、振動(dòng)等變化的程度。
加速度相關(guān)的單位主要有三個(gè)：
?SI單位制的m/s2（米每二次方秒）
?MKS單位制的G：標(biāo)準(zhǔn)重力加速度（1G＝9.80665 m/s2）
?CGS單位制的Gal（伽）：地震加速度（100 Gal＝1 m/s2）
加速度傳感器的工作原理
下圖是加速度傳感器的常見檢測(cè)方式示意圖。如圖所示，當(dāng)使箱子移動(dòng)（例如向左上方移動(dòng)）時(shí)，也就是發(fā)生加速度時(shí)，與彈簧連接的質(zhì)量塊的位置將會(huì)發(fā)生改變，通過捕捉這種位置變化來推導(dǎo)出加速度。
右圖表示通過質(zhì)量塊位置檢測(cè)傾斜角度的原理。給實(shí)際的靜止?fàn)顟B(tài)施加1G的重力。當(dāng)箱子傾斜時(shí)，質(zhì)量塊的位置發(fā)生變化，由于重力方向已知，因此可以檢測(cè)出傾斜角度。
加速度傳感器的軸
加速度傳感器有“軸”的概念。例如，三軸加速度傳感器可以檢測(cè)X、Y和Z軸（方向）的G，通俗地講，可以檢測(cè)上、下、前、后、左、右的G。具體所需的軸數(shù)會(huì)因用途而異，近年來，可以掌握三維狀態(tài)的三軸加速度傳感器應(yīng)用很廣泛。三軸加速度傳感器是一種將三個(gè)分別用來測(cè)量三個(gè)方向上的G的傳感器集于一體的傳感器。
在前面用于介紹工作原理的示意圖中，彈簧在X、Y和Z方向上，所以是三軸的傳感器。下面是使用三軸加速度傳感器進(jìn)行傾斜檢測(cè)的示例。通過該示例應(yīng)該可以理解“軸”的概念。
這是使Y軸水平固定、使傳感器旋轉(zhuǎn)時(shí)的情況。此時(shí)變化的是X和Z軸。圖中已將X和Z軸變化時(shí)的傳感器輸出以電壓值的形式繪制成曲線圖。當(dāng)從水平狀態(tài)（0度/0g）旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，X軸輸出Vx為+1g，再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)+90度，變?yōu)?180度（翻轉(zhuǎn)后水平）時(shí)，X軸輸出Vx變?yōu)?g。當(dāng)然，Y軸輸出Vy保持0g不變。Z軸輸出Vz為90度的相位差。
要想求出傾斜角θ，如圖所示，假設(shè)合成向量|G|＝A，則G＝（Vx, Vy, Vz）＝（A sinθ, 0, A cosθ）。
在下一篇中，將為您介紹加速度傳感器的分類和應(yīng)用案例。
文章來源：羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)
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