电容式加速度传感器精选课件.ppt
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- 关 键 词:
- 电容 加速度 传感器 精选 课件
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1、家电传感器应用课程教学资源建设家电传感器应用课程教学资源建设 建设院校:建设院校:主要参与企业:主要参与企业:顺德职业技术学院顺德职业技术学院广东美的集团广东美的集团广东新宝电器广东新宝电器佛山市顺德区美智电子佛山市顺德区美智电子佛山市顺德区高迅电子佛山市顺德区高迅电子应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术电容式加速度传感器应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术1、飞思卡尔传感器芯片、飞思卡尔传感器芯片v飞思卡尔传感器产品主要分为三大部分:飞思卡尔传感器产品主要分为三大部分:惯性传感器、压力传感
2、器与电场传感器。惯性传感器、压力传感器与电场传感器。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术2、加速度传感器的应用、加速度传感器的应用v惯性传感器即为加速传感器,可以用于侦测惯性传感器即为加速传感器,可以用于侦测倾斜、振动及撞击,因此可以用在汽车乘客倾斜、振动及撞击,因此可以用在汽车乘客安全、振动监控、安全、振动监控、运动诊断、运动诊断、防盗装置、防盗装置、电器平衡、电器平衡、地震检测、地震检测、倾角倾角/倾斜仪及便携倾斜仪及便携式电子设备中。式电子设备中。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术应
3、应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3、应用原理、应用原理v加速传感器可用来侦测加速传感器可用来侦测X、Y、Z轴方向的加轴方向的加速度,以模拟电压来表示所侦测的加速度的速度,以模拟电压来表示所侦测的加速度的大小,在大小,在IC内部主要由双芯片构成,即重力内部主要由双芯片构成,即重力感测单元(负责加速度的侦测)与控制感测单元(负责加速度的侦测)与控制IC单单元(负责信号处理)。双芯片可以分开安置元(负责信号处理)。双芯片可以分开安置也可以叠放处理。也可以叠放处理。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业
4、技术3、应用原理、应用原理vX轴或轴或Z轴的重力检测单元将检测到的加速度变化轴的重力检测单元将检测到的加速度变化量信号送到电荷积分器做积分运算,而后进行取量信号送到电荷积分器做积分运算,而后进行取样、保持及信号放大处理,最后用低通滤波器滤样、保持及信号放大处理,最后用低通滤波器滤除高频噪音,在温度补偿处理后即可输出加速度除高频噪音,在温度补偿处理后即可输出加速度信息。此输出的模拟电压与侦测的加速度值会维信息。此输出的模拟电压与侦测的加速度值会维持线性比例的特性,不会受到温度的影响。持线性比例的特性,不会受到温度的影响。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南
5、铁道职业技术3、应用原理、应用原理应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-1 x轴向轴向g测量测量v电容的物理特性:电容值的大小与电极板的面电容的物理特性:电容值的大小与电极板的面积大小成正比,和电极板的间隔距离成反比积大小成正比,和电极板的间隔距离成反比vg感测单元即利用电容的原理设计出来的感测单元即利用电容的原理设计出来的应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-1 x轴向轴向g测量测量v 在左上角的小区在左上角的小区块,深色的部分块,深色的部分代表可移动的电代表可移动的电极板极板v 在深
6、色电极板的上方左偏置与下方右偏置板块则是固定在深色电极板的上方左偏置与下方右偏置板块则是固定的电极板,当深色电极板因加速度的影响而改变与左右的电极板,当深色电极板因加速度的影响而改变与左右偏置板的间隔,则使得电容值改变进而促使电容电压值偏置板的间隔,则使得电容值改变进而促使电容电压值的改变,因此可借此特性计算出加速度的大小。的改变,因此可借此特性计算出加速度的大小。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-1 x轴向轴向g测量测量v Scanning electron microscope:扫描电子显微镜:扫描电子显微镜应应用用电电子子技技术术
7、专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-2 z轴向轴向g测量测量vZ 轴向垂直轴向垂直g感测单元的感测原理与感测单元的感测原理与X轴向轴向g感测单元的感测原理相同,只是架构有所感测单元的感测原理相同,只是架构有所差异。差异。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-2 z轴向轴向g测量测量v 当中间的极板因当中间的极板因为加速度的影响为加速度的影响而改变与上下极而改变与上下极板的间隔,则将板的间隔,则将产生电容值的改产生电容值的改变。因此,可借变。因此,可借此特性计算出此此特性计算出此加速度的大小。加速度的大小。有弹
8、簧装置,用有弹簧装置,用来缓冲可移动电来缓冲可移动电极板的移动。极板的移动。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术3-2 z轴向轴向g测量测量应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术4、加速度传感器的六种感应功能、加速度传感器的六种感应功能v 加速传感器的感应功能加速传感器的感应功能 v 1)倾斜度侦测)倾斜度侦测v 2)运动检测)运动检测 v 3)定位侦测)定位侦测v 4)震动侦测)震动侦测v 5)振动侦测)振动侦测v 6)自由落下侦测)自由落下侦测应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源
9、源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术4-1 倾斜度侦测倾斜度侦测v 倾斜度侦测电子罗盘,倾斜仪,文本滚动浏览倾斜度侦测电子罗盘,倾斜仪,文本滚动浏览/用用户界面,图像旋转,户界面,图像旋转,LCD投影等。投影等。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术4-1 倾斜度侦测倾斜度侦测v 加速传感器在静止时,可用来检测倾斜角,倾斜角在加速传感器在静止时,可用来检测倾斜角,倾斜角在 90+90 之间变化时,加速传感器输出会在之间变化时,加速传感器输出会在 1.0g+1.0g之间变化。输出电压对应倾斜角的公式如之间变化。输出电压对应倾斜角的公式如下示
10、:下示:vv VOUT加速传感器的输出加速传感器的输出;Voff 零加速度;零加速度;V/G灵敏度;灵敏度;1.0G地球重力;地球重力;倾斜角倾斜角 应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设湖南铁道职业技术湖南铁道职业技术4-2 运动检测运动检测v 运动检测可用于运动控制,计步器,基本运动检测运动检测可用于运动控制,计步器,基本运动检测。v 在进行运动检测时,需要考虑到几个因素,包括:在进行运动检测时,需要考虑到几个因素,包括:如何计算它的位移,如何计算它的位移,g值的范围选择及使用量测轴。值的范围选择及使用量测轴。首先确定位移:计算位移要将加速度进行二重积分首先确定位移:计算
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