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三軸加速度傳感器應用

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠香 ? 2018-12-17 15:56 ? 次閱讀
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1、車身安全、控制及導航系統(tǒng)中的應用

加速度傳感器已被廣泛應用于汽車電子領域,主要集中在車身操控、安全系統(tǒng)和導航,典型的應用如汽車安全氣囊、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序、電控懸掛系統(tǒng)等。目前車身安全越來越得到人們的重視,汽車中安全氣囊的數量越來越多,相應對傳感器的要求也越來越嚴格。整個氣囊控制系統(tǒng)包括車身外的沖擊傳感器、安置于車門、車頂,和前后座等位置的加速度傳感器、電子控制器,以及安全氣囊等。電子控制器通常為16位或32位MCU,當車身受到撞擊時,沖擊傳感器會在幾微秒內將信號發(fā)送至該電子控制器。

隨后電子控制器會立即根據碰撞的強度、乘客數量及座椅/安全帶的位置等參數,配合分布在整個車廂的傳感器傳回的數據進行計算和做出相應評估,并在最短的時間內通過電爆驅動器啟動安全氣囊保證乘客的生命安全。通常僅靠ABS和牽引控制系統(tǒng)無法滿足車輛在彎曲路段上的行車安全要求。該場合下電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) 就能夠通過修正駕駛員操作中的轉向不足或過度轉向,來控制車輛使其不偏離道路。該系統(tǒng)通過使用一個陀螺儀來測量車輛的偏航角,同時用一個低重力加速度傳感器來測量橫向加速度。將所得測量數據與通過行駛速度和車輪傾斜角兩項數據計算得到的結果進行比對,從而調整車輛轉向以防止發(fā)生側滑。

2、硬盤抗沖擊防護

目前由于海量數據對存儲方面的需求,硬盤和光驅等元器件被廣泛應用到筆記本電腦、手機數碼相機/攝相機、便攜式DVD機、PMP等設備中。便攜式設備由于其應用場合的原因,經常會意外跌落或受到碰撞,而造成對內部元器件的巨大沖擊。

為了使設備以及其中數據免受損傷,越來越多的用戶對便攜式設備的抗沖擊能力提出要求。

一般便攜式產品的跌落高度為1.2~1.3米,其在撞擊大理石質地面時會受到約50KG的沖擊力,硬盤等高速旋轉的器件卻在此類沖擊下顯得十分脆弱。如果在硬盤中內置3軸加速度傳感器,當跌落發(fā)生時,系統(tǒng)會檢測到加速的突然變化,并執(zhí)行相應的自我保護操作,如關閉抗震性能差的電子或機械器件,讓磁頭復位,以減少硬盤的受損程度。

3、消費產品中的創(chuàng)新應用

三軸加速度傳感器為傳統(tǒng)消費及手持電子設備實現了革命性的創(chuàng)新空間。其可被安裝在游戲機手柄上,作為用戶動作采集器來感知其手臂前后、左右,和上下等的移動動作,并在游戲中轉化為虛擬的場景動作如揮拳、揮球拍、跳躍、甩魚竿等,把過去單純的手指運動變成真正的肢體和身體的運動,實現比以往按鍵操作所不能實現的臨場游戲感和參與感。

此外,三軸加速度傳感器還可用于電子計步器,人在走動的時候會產生一定規(guī)律性的振動,而加速度傳感器可以檢測振動的過零點,從而計算出人所走的步或跑步所走的步數,從而計算出人所移動的位移。并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。3軸加速度傳感器的應用范圍很廣, 還能用于手持設備的姿態(tài)識別和UI操作。例如借助3軸加速度傳感器,手持設備可實現畫面自動轉向。

4、趣味性擴展功能

3軸加速度傳感器對用戶操控動作的轉變還可轉化為許多趣味性的擴展功能上,如虛擬樂器、虛擬骰子游戲,以及“閃訊”等。虛擬樂器內置的加速度傳感器可檢測用戶對手持設備的揮動來控制樂器的節(jié)奏和音量等;骰子游戲也采用類似的原理,通過對揮動等動作的感知來控制虛擬骰子的旋轉速度,并借助內部數學模型抽象的物理定律決定其停止的時間。

閃訊”是一個更富有想象力的應用,用戶可利用此功能在空中進行文字編輯。“閃訊”即讓手持設備通過加速度傳感器捕捉用戶在空中模擬寫字的快速動作,主要適合較暗的環(huán)境下使用。手持設備上會安裝發(fā)光的LED,由于人眼視網膜的視覺暫留現象,其在空中揮動的動作會在其眼中留下短暫的連續(xù)畫面,完成寫字的所有動作筆順。

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