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有关三轴加速度传感器的原理

2021-09-24

  三轴加速度传感器可分为传感器(Sensor)和致动器(Actuator)两类。其中传感器会承受外界的传递的物理性输入,通过感测器转换为电子信号,再然后转换为可用的信息,如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等。其首要感应方式是对一些微小的物理量的变化进行测量,如电阻值、电容值、应力、形变、位移等,再通过电压信号来表明这些变化量。致动器则承受来自控制器的电子信号指令,做出其要求的反响动作,如光敏开关、MEMS显示器等。

  现在的加速度传感器有多种完成方式,首要可分为压电式、电容式及热感应式三种,这三种技能各有其优缺点。以电容式3轴加速度计的技能原理为例。电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振荡等运动状况。其首要为利用硅的机械性质设计出的可移动组织,组织中首要包含两组硅梳齿(Silicon Fingers),一组固定,另一组随即运动物体移动;前者相当于固定的电极,后者的功能则是可移动电极。当可移动的梳齿产生了位移,就会随之产生与位移成份额电容值的改动。

  当运动物体出现变速运动而产生加速度时,其内部的电极方位发生变化,就会反映到电容值的变化(ΔC),该电容差值会传送给一颗接口芯片(InteRFace Chip)并由其输出电压值。因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分,前者内部有成群移动的电子,首要测量XY及Z轴的区域,后者则将电容值的变化转换为电压输出。