
加速度傳感器的動(dòng)作測(cè)量原理分析
發(fā)布時(shí)間:2019-03-28 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】加速度傳感器元件的基本構(gòu)成包括主體、彈簧和慣性質(zhì)體。加速度測(cè)量的原理十分簡(jiǎn)單并且相當(dāng)可靠,其理論基礎(chǔ)為與慣性質(zhì)量有關(guān)的牛頓第二定律。
當(dāng)傳感器主體的速度發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生隨著速度變化而變化的力,該力將通過彈簧被施加于慣性質(zhì)體上。具體來說,首先該力使彈簧發(fā)生彎曲,然后元件主體與慣性質(zhì)體的距離會(huì)與加速度成比例地發(fā)生變化。
傳感器的工作原理會(huì)根據(jù)主體與慣性質(zhì)體相對(duì)移動(dòng)的檢測(cè)方式的不同而有所差異。電容式傳感器,主體與慣性質(zhì)體是相互絕緣的,通過測(cè)量電容來檢測(cè)加速度。當(dāng)主體與慣性質(zhì)體之間的距離減小時(shí),電容就會(huì)增加,電流會(huì)向傳感器的信號(hào)處理IC流動(dòng)。距離增加時(shí),情況則會(huì)相反。傳感器可將主體的加速度轉(zhuǎn)化為電流、電荷、電壓三者之一從而進(jìn)行測(cè)量。
核心技術(shù),傳感器可通過微小的電容變化來進(jìn)行相關(guān)測(cè)量,該模式特別適合被用于檢測(cè)傳感器的細(xì)微運(yùn)動(dòng),且性能卓越。加速度傳感元件是以單晶硅和玻璃為材料制成的,因此傳感器產(chǎn)品可輕松應(yīng)對(duì)使用時(shí)間和溫度變化帶來的各種挑戰(zhàn),具有出色的可靠性和穩(wěn)定性以及前所未有精度。
量程1g的傳感元件能夠承受超過50,000g標(biāo)準(zhǔn)的加速度 (1g=地球引力所產(chǎn)生的重力加速度) 。電容式的傳感元件不僅能夠測(cè)量正負(fù)兩個(gè)方向的加速度,還能檢測(cè)靜止加速度和振動(dòng)。
Low-G加速度傳感器和傾斜傳感器的核心部分,是兩個(gè)位置對(duì)稱的以體型微加工技術(shù)制成的具有電容特性的加速度傳感器元件。對(duì)稱的結(jié)構(gòu)不僅減小了溫度依賴性和它軸靈敏度,還提升了線性。密封性是通過以陽極接合的方式使晶元相互接合來實(shí)現(xiàn)的。
因此,傳感元件的封裝變得更容易,可靠性也更好,同時(shí)傳感器內(nèi)阻尼氣體的使用也成為可能。
3軸檢測(cè)
3軸加速度傳感器的設(shè)計(jì)理念是始終沿襲使用1軸加速度傳感器的方式。3軸加速度傳感器元件所用到的技術(shù)包括由1軸加速度傳感器發(fā)展而來的技術(shù),Bulk MEMS工藝以及電容檢測(cè)結(jié)構(gòu)等。

傳感器元件元件內(nèi)部有多個(gè)質(zhì)量塊,這些通過分散MEMS技術(shù)加工出的質(zhì)量塊被晶元表面周圍的扭轉(zhuǎn)彈簧支撐著。與表面MEMS工藝相比,厚度和重量都更大,從而可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和低噪音。
最終的檢測(cè)結(jié)果由將多個(gè)質(zhì)量塊的檢測(cè)結(jié)果矢量疊加得到的。質(zhì)量塊的上下兩側(cè)具有電容檢測(cè)的功能。當(dāng)質(zhì)量塊被施加一個(gè)加速度時(shí),通過扭轉(zhuǎn)彈簧的作用,質(zhì)量塊會(huì)向旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng),從而質(zhì)量塊上下兩側(cè)的電容會(huì)隨之發(fā)生變化。
多個(gè)質(zhì)量塊的矢量組成通過內(nèi)部的ASIC進(jìn)行合成計(jì)算,就能輸出傳感器X,Y,Z三個(gè)方向的加速度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果就能夠?qū)崿F(xiàn)3軸的高精度線性響應(yīng)。
特別推薦
- 即插即用的6TOPS算力:慧為智能RK3588 SMARC核心板正式商用
- 精度與速度兼得:徴格半導(dǎo)體雙通道運(yùn)放,挑戰(zhàn)精密放大性能極限
- 創(chuàng)新汽車區(qū)控架構(gòu)配電解決方案
- CITE 2026—擘畫產(chǎn)業(yè)新圖景,鏈接全球新機(jī)遇
- 破1734億美元!韓國半導(dǎo)體出口狂飆22%,成全球經(jīng)濟(jì)低迷中的“逆增長(zhǎng)極”
技術(shù)文章更多>>
- 實(shí)測(cè)見真章!飛凌OK1126B-S開發(fā)板揭秘RV1126B NPU卓越性能
- 國產(chǎn)化高性能頻率綜合器選型參考——安鉑克系列技術(shù)譜系解析
- NE5532/SA5532 國產(chǎn)替代方案:納祥科技 NX6911 運(yùn)放詳解
- 從音頻到科研:電壓放大器的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域探析
- 泰克雙脈沖+雙向電源:筑牢氮化鎵車載可靠性防線
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索



