加速度传感器的应用总结

大家好，我是【广州工控传感★科技】加速度传感器事业部，张工。

传感器的种类很多，对应的应用场景也很多，本文所了解的是加速度传感器的应用。 现在，加速度计广泛应用于游戏控制、手柄震动和晃动、汽车刹车启动检测、地震检测、工程振动测量、地质勘探、振动测试与分析、安防振动侦察等领域。接下来，我们将给出一些应用场景示例，以更好地了解加速度传感器。加速度传感器有两种：一种是角加速度传感器，由陀螺仪改进而来。另一种是线性加速度传感器，还可以按测量轴分为单轴、双轴和三轴加速度传感器。

三轴加速度计的应用

1. 在车身安全、控制和导航系统中的应用
目前，车身安全越来越受到重视，汽车中安全气囊的数量越来越多，对传感器的相应要求也越来越严格。 整个安全气囊控制系统包括车身外部的震动传感器（Satellite Sensor）、放置在车门、车顶、前后座椅的加速度传感器（G-Sensor）、电子控制器和安全气囊。 电子控制器通常是一个16位或32位MCU，当身体受到撞击时，振动传感器会在几微秒内向其发送信号。
加速度计已广泛应用于汽车电子领域，主要应用于车身控制、安全系统和导航，典型应用如汽车安全气囊（Airbag）、ABS防抱死制动系统、电子稳定程序（ESP）、电控悬挂系统等。然后电子控制器会立即根据碰撞强度、乘客人数和安全带/安全带位置等参数进行计算并做出相应的评估，并配合分布的传感器返回的数据 在整个机舱内，并在最短的时间内通过测试。电爆驱动器启动安全气囊，确保乘客生命安全。
通常，仅靠ABS和牵引力控制系统无法满足车辆在弯道上行驶的安全要求。 在这种情况下，电子稳定控制 (ESC) 能够通过纠正驾驶员行为中的转向不足或转向过度来防止车辆偏离道路。 该系统使用陀螺仪测量车辆的偏航角，使用低重力传感器测量横向加速度。将得到的测量结果与根据行驶速度和车轮倾斜度数据计算的结果进行比较，以调整车辆的转向以防止侧滑。

除了车身安全系统等重要应用外，加速度计目前在导航系统中发挥着重要作用。 主要有利于GPS卫星信号实现定位。 进入卫星信号接收不良的区域或环境，如隧道、高层建筑、丛林地区，会因信号丢失而失去导航功能。 基于MEMS技术的3轴加速度计可与陀螺仪或电子罗盘等组件结合，构成位置推算系统（DR，Dead Reckoning），可实现与GPS系统的互补应用。

2.硬盘冲击保护

目前，由于对海量数据的存储需求，硬盘、光驱等元器件广泛应用于笔记本电脑、手机、数码相机/照相机、便携式DVD播放器、PMP等设备中。便携式设备经常因应用而意外跌落或碰撞，对内部组件造成巨大冲击。
为了保护设备和其中的数据免受损坏，越来越多的用户对便携式设备的抗冲击性提出了要求。一般便携产品的跌落高度为1.2-1.3米。 当它们撞击大理石地板时，会受到约50KG的冲击力。但是，硬盘等高速旋转的设备在这种冲击下非常脆弱。如果硬盘内置三轴加速度传感器，当发生跌落时，系统会检测到加速度的突然变化并进行相应的自我保护操作，例如关闭抗震性较差的电子或机械设备，以及 复位磁头量以减少对硬盘的损坏程度。

3. 消费产品的创新应用
3轴加速度计为传统消费类和手持式电子设备提供了革命性的创新空间。 可安装在游戏机手柄上，作为用户动作采集器，感知手臂前后、左右、上下的运动，并将其转化为出拳、挥拍等虚拟场景动作 ，跳跃和投掷游戏。钓鱼竿等，将以往简单的手指动作变成真实的肢体和身体动作，实现以往按键操作无法达到的现场游戏感和参与感。
此外，三轴加速度计还可用于电子计步器，人走路时会产生一定的规律性振动，加速度计可以检测到振动的过零点，从而计算出步数或跑步。 计算人移动位移的步数。 并使用一定的公式来计算卡路里消耗。

为电子罗盘（3D罗盘）提供补偿功能，如果没有倾斜校正的电子罗盘需要用户水平放置，利用加速度计可以测量倾角的原理，可以对电子罗盘的倾角进行补偿。还可用于数码相机的防抖，检测手持设备的震动/震动幅度，当震动/震动幅度过大时锁定快门，使拍摄的图像始终清晰。三轴加速度计应用范围广泛，也可用于手持设备的手势识别和UI操作。例如，借助3轴加速度计，手持设备可以自动转动屏幕。设备显示的画面和信息会根据用户的动作自动旋转。它通过内部传感器检测重力矢量的方向来判断设备是处于水平状态还是垂直状态，并自动调整显示状态，给用户带来方便。