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上海維逸機(jī)電設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 傾角傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、位置傳感器、力傳感器、磁阻傳感器等及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。 |
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2012-8-3
MEMS加速度計的原理及應(yīng)用
1、什么是MEMS加速度計？
加速度計是一種慣性傳感器，能夠測量物體的加速力。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，就比如地球引力，也就是重力。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。
MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）加速度計就是使用MEMS技術(shù)制造的加速度計。由于采用了微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，使得其尺寸大大縮小，一個MEMS加速度計只有指甲蓋的幾分之一大小。MEMS加速度計具有體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點。
2、MEMS加速度計一般用在哪里？
目前IBM Thinkpad手提電腦里就內(nèi)置了MEMS加速度計，能夠動態(tài)的監(jiān)測出筆記本在使用中的振動，并根據(jù)這些振動數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會智能的選擇關(guān)閉硬盤還是讓其繼續(xù)運行，這樣可以zui大程度的保護(hù)由于振動，比如顛簸的工作環(huán)境，或者不小心摔了電腦所造成的硬盤損害，zui大程度地保護(hù)里面的數(shù)據(jù)。目前在一些*的移動硬盤上也使用了這項技術(shù)。
另外一個用處就是在目前的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里，用MEMS加速度計來檢測拍攝時候的手部的振動，并根據(jù)這些振動，自動調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦。
MEMS加速度計還可以用來分析發(fā)動機(jī)的振動。汽車防撞氣囊的啟動也可以由MEMS加速度計控制。
由此可見MEMS加速度計可以在我們的生活中發(fā)揮重要作用。歸納其應(yīng)用主要有以下幾個方面：振動檢測、姿態(tài)控制、安防報警、消費應(yīng)用、動作識別、狀態(tài)記錄等。
3、MEMS加速度計是如何工作的？
技術(shù)成熟的MEMS加速度計分為三種：壓電式、容感式、熱感式。壓電式MEMS加速度計運用的是壓電效應(yīng)，在其內(nèi)部有一個剛體支撐的質(zhì)量塊，有運動的情況下質(zhì)量塊會產(chǎn)生壓力，剛體產(chǎn)生應(yīng)變，把加速度轉(zhuǎn)變成電信號輸出。
容感式MEMS加速度計內(nèi)部也存在一個質(zhì)量塊，從單個單元來看，它是標(biāo)準(zhǔn)的平板電容器。加速度的變化帶動活動質(zhì)量塊的移動從而改變平板電容兩極的間距和正對面積，通過測量電容變化量來計算加速度。
熱感式MEMS加速度計內(nèi)部沒有任何質(zhì)量塊，它的*有一個加熱體，周邊是溫度傳感器，里面是密閉的氣腔，工作時在加熱體的作用下，氣體在內(nèi)部形成一個熱氣團(tuán)，熱氣團(tuán)的比重和周圍的冷氣是有差異的，通過慣性熱氣團(tuán)的移動形成的熱場變化讓感應(yīng)器感應(yīng)到加速度值。
由于壓電式MEMS加速度計內(nèi)部有剛體支撐的存在，通常情況下，壓電式MEMS加速度計只能感應(yīng)到“動態(tài)”加速度，而不能感應(yīng)到“靜態(tài)”加速度，也就是我們所說的重力加速度。而容感式和熱感式既能感應(yīng)“動態(tài)”加速度，又能感應(yīng)“靜態(tài)”加速度。
