加速度传感器的原理与应用

寂静天花板

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力也就是当物体在加速过程中作用在物体上的力。加速度传感器有两种：一种是角加速度传感器，是由陀螺仪改进过来的。另一种就是线加速度传感器。它也可以按测量轴分为单轴、双轴和三轴加速度传感器。现在，加速度传感器广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、汽车制动启动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振动测试与分析以及安全保卫振动侦察等多种领域。下面就举例几个例子，让大家更好的认识加速度传感器。
　　
3 z) |1 o5 c) T1 h% T7 b游戏控制
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1 w- ~! H& u* w( T' ?6 y/ y加速度传感器可以检测上下左右的倾角的变化，因此通过前后倾斜手持设备来实现对游戏中物体的前后左右的方向控制，就变得很简单。
　　
3 y" W9 }: e& h# Y7 L0 |& Q; P8 K图像自动翻转
　　
4 x( j- q  Q5 y* i, v9 V4 w% c8 i用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。
　　
电子指南针倾斜校正
　　
2 I, l/ m' o) v, K" J磁传感器是通过测量磁通量的大小来确定方向的。当磁传感器发生倾斜时，通过磁传感器的地磁通量将发生变化，从而使方向指向产生误差。因此，如果不带倾斜校正的电子指南针，需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理，可以对电子指南针的倾斜进行补偿。
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GPS导航系统死角的补偿
　　
GPS系统是通过接收三颗呈120度分布的卫星信号来最终确定物体的方位的。在一些特殊的场合和地貌，如遂道、高楼林立、丛林地带，GPS信号会变弱甚至完全失去，这也就是所谓的死角。而通过加装加速度传感器及以前我们所通用的惯性导航，便可以进行系统死区的测量。对加速度传感器进行一次积分，就变成了单位时间里的速度变化量，从而测出在死区内物体的移动。
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计步器功能
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% ?7 t6 q' T' Z; c; t6 w# x2 l# \加速度传感器可以检测交流信号以及物体的振动，人在走动的时候会产生一定规律性的振动，而加速度传感器可以检测振动的过零点，从而计算出人所走的步或跑步所走的步数，从而计算出人所移动的位移。并且利用一定的公式可以计算出卡路里的消耗。
　　
3 _" G6 g+ j. z7 |7 m防手抖功能
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用加速度传感器检测手持设备的振动/晃动幅度，当振动/晃动幅度过大时锁住照相快门，使所拍摄的图像永远是清晰的。
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3 @. \! M8 x+ Y+ y- T5 l/ [1 w闪信功能
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, \  r: Q! W" {- S通过挥动手持设备实现在空中显示文字，用户可以自己编写显示的文字。这个闪信功能是利用人们的视觉残留现象，用加速度传感器检测挥动的周期，实现所显示文字的准确定位。
　　
硬盘保护
　　
' E* J! s7 K6 U# @6 Q8 |' ~8 K% B利用加速度传感器检测自由落体状态，从而对迷你硬盘实施必要的保护。大家知道，硬盘在读取数据时，磁头与碟片之间的间距很小，因此，外界的轻微振动就会对硬盘产生很坏的后果，使数据丢失。而利用加速度传感器可以检测自由落体状态。当检测到自由落体状态时，让磁头复位，以减少硬盘的受损程度。
　　
随着MEMS技术在传感器领域中的应用，加速度传感器的体积可以做得更小，性能反而做得更高，这大大促进了它在消费电子领域中的应用，每年的市场份额也在不断增加。
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这种科普性的适合我这种外行