西安市精准测控有限责任公司

对于多数工程应用来说，选择合适的测试工具将对测试结果产生很大的影响。以加速度传感器传感器为例，加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值,对于使用者而言，了解了加速度传感器原理及选型技巧，才能更好让其发挥到事半功倍的作用。

一、加速度传感器工作原理：

加速度传感器自然是对自身器件的加速度进行检测。其自身的物理实现方式咱们就不去展开了，可以想象芯片内部有一个真空区域，感应器件即处于该区域，其通过惯性力作用引起电压变化，并通过内部的ADC给出量化数值。

Lis3dh是三轴加速度传感器，因此其能检测X、Y、Z的加速度数据，如下图：

在静止的状态下，传感器一定会在一个方向重力的作用，因此有一个轴的数据是1g（即9.8米/秒的二次）。在实际的应用中，我们并不使用跟9.8相关的计算方法，而是以1g作为标准加速度单位，或者使用1/1000g，即mg。既然是ADC转换，那么肯定会有量程和的概念。在量程方面，Lis3dh支持（+-）2g/4g/8g/16g四种。一般作为计步应用来说，2g是足够的，除去重力加速度1g，还能检测出1g的加速度。至于，那就跟其使用的寄存器位数有关了。Lis3dh使用高低两个8位（共16位）寄存器来存取一个轴的当前读数。由于有正反两个方向的加速度，所以16位数是有符号整型，实际数值是15位。以（+-）2g量程来算，为2g/2^15= 2000mg/32768 =0.061mg。

当以上图所示的静止状态，z轴正方向会检测出1g，X、Y轴为0.如果调转位置（如手机屏幕翻转），那总会有一个轴会检测出1g，其他轴为0，在实际的测值中，可能并不是0，而是有细微数值。

在运动过程中，x，y，z轴都会发生变化。计步运动也有其固有的数值规律，因为迈步过程也有抬脚和放脚的规律过程，如下图。“脚蹬离地是一步的开始，此时由于地面的反作用力，垂直方向加速度开始增大，当脚达到位置时，垂直方向加速度达到；然后脚向下运动，垂直加速度开始减小，直到脚着地，垂直加速度减到值。接着下一步迈步。前向加速度由脚与地面的摩擦力产生，双脚触地时增大，一脚离地时减小。”

二、加速度传感器的技术指标

1、灵敏度方面的技术指标：对于一个仪器来说，一般都是灵敏度越高越好的，因为越灵敏，对周围环境发生的加速度的变化就越容易感受到，加速度变化大，很自然地，输出的电压的变化相应地也变大，这样测量就比较容易方便，而测量出来的数据也会比较的。

2、带宽方面的技术指标：带宽指的的是传感器可以测量的有效的频带，比如，一个传感器有上百HZ带宽的就可以测量振动了；一个具有五十HZ带宽的传感器就可以有效测量倾角了。

3、量程方面的技术指标：测量不一样的事物的运动所需要的量程都是不一样的，要根据实际情况来衡量。

西安精准测控单双轴通用型MEMS加速度传感器PA-LAS系列

2.原理

PA-LASI系列冲击加速度传感器是建造在硅晶片顶部的表面MEMS多硅结构。多晶硅簧片悬浮在晶片表面的结构，并提供一个克服加速度感应力的阻力。用包含两个独立的固定板和一个与运动质块相连的中央板形成的差动电容器机构来测量比例于加速度的多硅结构的偏转，从而产生电压输出信号。

3.技术参数

4.引线定义：电缆长度50公分

注：①测量范围可选：±2g、±5g、±10g、±20g、±50g、±100g、±250g和±500g.

②可选≤20KHz的任一带宽值，

根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。不同型号的加速度传感器可登录西安精准测控网或者加u 信1 57 0916 5008 索要资料。

　三、加速度传感器的应用

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，更好的认识加速度传感器。

游戏控制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。

西安精准测控小结：

每种加速度传感器技术都有其优缺点。在作出选择之前，明确它们的区别和测试需求是非常重要的。首先也是重要的是，对于需要测量静态加速度或低频加速度（<1hz）的应用，或者需要用加速度计算速度和位移的应用，需要选择具有直流响应的加速度传感器。直流和交流响应的加速度传感器都可以测量动态信号。当仅需要测量动态信号时，使用者可以各取所好。有些使用者不喜欢处理直流响应加速度传感器的零点偏置，而更加喜欢交流耦合、单端输出的压电加速度传感器。而另一些使用者不在乎处理零点偏置，习惯3线或4线接口，喜欢负载电阻自检测试（shunt），和重力加速度自检测试（2g翻转）功能。他们会选择直流响应加速度传感器。