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三轴加速度计你选对了吗？
2024-09-30 09:00:00 阅读量：310

在科技日新月异的今天，传感器作为信息时代的“感官”，正扮演着越来越重要的角色。其中，加速度传感器作为能够测量物体加速度的重要设备，在工业自动化、汽车电子、消费电子等多个领域发挥着不可或缺的作用。而三轴加速度传感器，更是以其独特的特点、广泛的应用和显著的优势，成为了市场中的佼佼者。

1、加速度传感器电容式原理

加速度传感器电容式原理

• 黄色部分为固定结构。

• 蓝色部分为质量块Mass，质量块两端为弹簧。

• 质量块Mass上存在线性加速度时，将会产生运动。

• 运动引起电容C发生变化。

• 检测端检测电压的变化并转化为加速度值。

2、加速度传感器的特点

1)三轴测量能力：三轴加速度传感器能够同时测量物体在X、Y、Z三个轴向上的加速度，为物体在三维空间中的运动状态提供全面、准确的数据支持。

2)高精度与稳定性：采用先进的微机械加工技术和高精度校准工艺，三轴加速度传感器在测量精度和稳定性方面表现出色，能够满足各种高精度应用场景的需求。

3)低功耗与长寿命：优化设计的电路结构和低功耗材料的应用，使得三轴传感器在保持高性能的同时，也具备了较低的功耗和较长的使用寿命。

3，如何选择一款合适的加速度传感器？

加速度传感器的选型过程需要把应用的需求和器件的特性作对照选择，加速度传感器的关键技术参数通常包括以下几个方面：

1.量程

量程是指传感器能够测量的最大加速度值，通常以g为单位。常见的量程包括±2g、±4g、±8g、±16g等。量程越大，可以更好的满足应用对检测加速度范围的需求。

2. 灵敏度

灵敏度是指传感器输出与输入加速度的比值。在相同输出信号范围的情况下，量程越大，灵敏度越低。灵敏度也决定了传感器的分辨率，灵敏度越高，传感器对加速度变化的分辨能力越强。

3. 噪声

噪声是指传感器输出信号中的随机波动，它会影响传感器的最小可检测的加速度变化。噪声通常以μg/√Hz为单位。

4. 功耗

功耗是指传感器在正常工作状态下消耗的电能。某些电池较小，或者需要超长时间续航的应用场景比较在意功耗。

5. 温度范围

温度范围是指传感器工作的温度区间。对于应用于消费类领域的MEMS传感器，这个范围通常是-40℃到+85℃。

6. 尺寸

尺寸是指传感器的物理尺寸，通常以毫米（mm）为单位。体积小，能较好的应用于对尺寸有要求的应用中。

这些技术参数决定了传感器的性能和在各类应用中的适用性。例如在穿戴式手表设备中，功耗是比较关键的参数；在精密测量中可能需要高分辨率、高灵敏度和低噪声。

4、校准

由技术原理和生产工艺可知，传感器的输出值和理论值存在一定程度上的偏差。在生产时，厂家已经对偏差值进行了校准，保证器件能够满足规格书的定义范围。但是在后续的使用过程中，传感器器件可能由于某些外界影响，如运输、生产、组装步骤等，引入新的误差。如果用户的使用场景对于某些参数要求高，则可以对该参数进行校准补偿。

如加速度传感器的零偏，可以通过单面校准，双面校准甚至六面校准的方式，进行单维度或者多维度的校准补偿，确保在多种姿态下传感器都能够输出合适的结果。

5、三轴加速度传感器的作用

1)设备振动监测

在工业自动化领域，三轴加速度传感器可用于监测机械设备的振动情况，及时发现并预防设备故障，保障生产线的稳定运行。

2)运动追踪与健康监测

在消费电子领域，三轴传感器被广泛应用于智能手机、智能手环等穿戴设备中，用于追踪用户的运动轨迹、步数、心率等健康数据，为用户提供个性化的健康管理方案。

3)车辆安全系统

在汽车电子领域，三轴加速度传感器可用于汽车安全气囊和安全带系统的触发控制，通过监测车辆的加速度变化，及时启动保护机制，保障乘客的安全。

三轴加速度计推荐物料

品牌	型号	量程	灵敏度(MAX)	噪声	功耗	封装
QST(上海矽睿)	QMA6100P	±2g/±4g/±8g/ ±16g/±32g	4096LSB/g	220μg/√Hz	5uA	LGA-12(2x2)
QST(上海矽睿)	QMA7981	±2g/±4g/±8g/ ±16g/±32g	4096LSB/g	200μg/√Hz	1.7uA	LGA-12(2x2)
SILAN(士兰微)	SC7A20TR	±2g/±4g/±8g/ ±16g	1mg/digit	-	10uA	LGA-12(2x2)
SILAN(士兰微)	SC7A20HTR	±2g/±4g/±8g/ ±16g	1mg/digit	-	8.5uA	LGA-12(2x2)
SENSORTEK(昇佳)	STK8321	±2g/±4g/±8g	1024LSB/g	200μg/√Hz	7uA	LGA-12(2x2)

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