加速度传感器的动作原理解析图_加速度传感器的动作原理解析

1.加速度传感器的作用原理

首先介绍了“加速度传感器”本身的工作原理。

顾名思义,加速度传感器是一种用于测量加速度(速度变化)的传感器。加速度传感器有很多种,可以测量振动、倾斜、冲击的加速度。从我们身边的物体来看,加速度传感器应用在安全气囊、智能手机、汽车的触摸屏上。

“静电电容式加速度传感器”是加速度传感器的一种方式。静电电容加速度传感器用于检测(测量)内部锤击动作产生的电流。所以由以下几个部分组成:使用玻璃锤和硅锤的传感器部分,可动电极(请认为是可动元件),固定电极(请认为是固定元件)。一旦施加加速度,传感器单元的锤就会动作,可动电极和固定电极之间的静电电容就会发生变化。这种变化转化为电压,然后输出。

传感器的输出电压会因温度变化而产生误差,所以为了将误差控制在最小,装配了温度补偿回路(使其接近原始电信号)。

2.失调电压和满量程

以下是术语“失调电压”和“fs(满量程)”。请看图1。

“满量程”是指相对于可检测的加速度可以输出的电压的全范围。图1显示了传感器GS1、GS2的检测范围和输出电压。如图所示,满量程为4.5V。

“失调电压”是指+输入端和-输入端均为0V时,即检测到的加速度处于0g状态时的电压输出。举个例子,如图1所示,GS1、GS2的失调电压约为2.5V,然而如上所述,实际上由于温度的变化,电压也会产生误差。

相对于满量程的误差百分比用“%fs(满量程百分比)”表示。例如,在图1中,作为示例,它被标记为“5% fs”。因此,相对于4.5V,可以得到5%=4.50.050.2,即0.2V。换句话说,输出电压可能存在0.2V的误差。

“%fs”代表的输出电压最大波动值是传感器本身的精度,请牢记。误差越小越好。

3.加速度传感器的非线性

下面介绍一下“非线性”。如图2所示,输入加速度和输出(输出特性)之间的关系最好是一条直线。

非线性是指这种理想关系与实际值之间的偏差,实际值是根据% fs指定的。但由于加速度传感器的非线性很小,所以不必太在意。

输出特性曲线,连接+2g和-2g的线性输出引起的最大误差是非线性的。值越小,越接近直线。

4.开放时间

“接通时间”是指接通电源后到设备打开所需的时间。图3是显示达到最终输出的99%之前所需时间的曲线图。