加速度傳感器在計(jì)步器方面的應(yīng)用

更新時(shí)間：2022-06-01 點(diǎn)擊次數(shù)：1549

加速度傳感器在計(jì)步器方面的應(yīng)用

隨著人們對(duì)健康的重視，很多朋友越來(lái)越注重鍛煉身體，跑步成為一種方便而又有效的鍛煉方式。但是如何知道自己跑了多少步，多遠(yuǎn)的路程？計(jì)步器可以幫助人們實(shí)時(shí)掌握鍛煉情況。它的主要功能是檢測(cè)步數(shù)，通過(guò)步數(shù)和步幅可計(jì)算行走的路程。步幅信息可通過(guò)行走固定的距離來(lái)計(jì)算或是直接輸入，高級(jí)的計(jì)步器還可以計(jì)算人體消耗的熱量。

路，是一步步走出來(lái)的。即使看似勻速的閑庭信步，對(duì)我們攜帶的設(shè)備來(lái)說(shuō)（如手機(jī)、運(yùn)動(dòng)手環(huán)），每一步都經(jīng)歷了過(guò)山車般的“加速度"變化。抬腿邁出一步的時(shí)候，加速度是最大的。我們把它放到一個(gè)坐標(biāo)軸上，加速度的變化看起來(lái)就像一個(gè)cos波形。而要檢測(cè)到這個(gè)加速就離不開(kāi)加速度傳感器。

加速度傳感器特點(diǎn)不同于其他的傳感器，它可以較為準(zhǔn)確感受到加速度的變化情況，并且能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為可用的輸出信號(hào)。加速度傳感器通常是由彈性元件、阻尼器、質(zhì)量塊、應(yīng)變片和處理電路等部分組成，同時(shí)，傳感器在其加速的過(guò)程中，能夠通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受的慣性力進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)利用牛頓第二定律獲得加速度的數(shù)值。根據(jù)F=ma,質(zhì)量塊m在加速度a中產(chǎn)生一個(gè)力F,會(huì)在阻尼液中發(fā)生運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)懸臂梁梁上的應(yīng)變片發(fā)生彈性形變，電阻應(yīng)變計(jì)將與物體重量成正比的應(yīng)變量轉(zhuǎn)化為電阻變化。再通過(guò)處理電路將電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓輸出。

下圖是美國(guó)PBC加速度傳感器中的幾款三軸加速度傳感器，可以同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向的加速度，為了減輕傳感器自身質(zhì)量采用輕質(zhì)，堅(jiān)固的鈦合金外殼密封，體積小巧可以滿足空間受限的安裝，并且有出色的信噪比，高測(cè)量分辨率。