弱加速度傳感器：什么是弱加速度傳感器 作用是什么
什么是弱加速度傳感器
汽車弱加速傳感器，使用在E-OBD系統(tǒng)中，是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中對(duì)車輛在起伏路面行駛狀態(tài)進(jìn)行判定的重要元件。同時(shí)，該信號(hào)也作為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)失火率進(jìn)行判斷的一個(gè)重要信號(hào)。
弱加速度傳感器作用
它可 以將測(cè)出車的抖動(dòng)信號(hào)傳給ECU，并經(jīng)三次運(yùn)算確定是發(fā)動(dòng)機(jī)某 缸熄火引起發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)還是地面不平引起的抖動(dòng)，如是發(fā)動(dòng)機(jī)某 缸熄火引起車抖動(dòng)，故障燈就亮，報(bào)告駕駛員應(yīng)到修理廠去修，所 以它起監(jiān)督作用。
加速度傳感器原理
線加速度計(jì)是利用慣性原理來(lái)進(jìn)行工作的。根據(jù)公式A=F/M，即加速度=慣性力/質(zhì)量，只需對(duì)慣性力F進(jìn)行測(cè)量即可得出加速度A的大小。那么問(wèn)題來(lái)了，慣性力F如何進(jìn)行測(cè)量呢?可以用電磁力來(lái)平衡這個(gè)力，得出這個(gè)力與電流之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后在實(shí)驗(yàn)中標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就哦啦。 ?加速度傳感器工作原理- -角加速度計(jì) ?角加速度計(jì)是利用壓電效應(yīng)來(lái)進(jìn)行工作的，壓電效應(yīng)的定義如下：當(dāng)存在外力加于不存在對(duì)稱中心的異極晶體上時(shí)，該外力不僅會(huì)改變晶體的外在形態(tài)，還將改變其內(nèi)部的極化狀態(tài)，在晶體的內(nèi)部建立電場(chǎng)，機(jī)械力改變極化狀態(tài)的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 ?以角加速度計(jì)為例的大多數(shù)加速度計(jì)都是利用加速度致使晶體變形的特性來(lái)進(jìn)行工作的。外力使得晶體變形，變形的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，因此只需計(jì)算加速度與電壓的關(guān)系，即可將加速度轉(zhuǎn)換成電壓的形式輸出。
相關(guān)鏈接
帶你了解加速度傳感器的幾種應(yīng)用
加速度傳感器是什么_常用加速度傳感器有哪幾種分類
弱加速度傳感器：幾種常用的傳感器（加速度傳感器、重力傳感器、方向傳感器、陀螺儀）簡(jiǎn)介
現(xiàn)在的手機(jī)或者其他便攜設(shè)備中用到了越來(lái)越多的傳感器，什么加速度傳感器，方向傳感器、重力傳感器、陀螺儀、g-sensor、o-sensor等等，這些傳感器到底是干什么用的，各自有什么特點(diǎn)，彼此之間又有什么區(qū)分？本文就對(duì)他們進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比介紹。
1、加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor，獲取的是x、y、z三軸的加速度數(shù)值。
該數(shù)值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。
將手機(jī)平放在桌面上，x軸默認(rèn)為0，y軸默認(rèn)0，z軸默認(rèn)9.81。
將手機(jī)朝下放在桌面上，z軸為-9.81。
加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產(chǎn)品，市場(chǎng)上的加速度傳感器種類很多。手機(jī)中常用的加速度傳感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測(cè)量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數(shù)據(jù)精度小于16bit。
2、磁力傳感器
磁力傳感器簡(jiǎn)稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環(huán)境磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
該數(shù)值的單位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。也可以是高斯（Gauss），1Tesla=Gauss。
硬件上一般沒(méi)有獨(dú)立的磁力傳感器，磁力數(shù)據(jù)由電子羅盤傳感器提供（E-compass）。電子羅盤傳感器在提供磁力傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能提供方向傳感器數(shù)據(jù)。
3、方向傳感器
方向傳感器簡(jiǎn)稱為O-sensor，返回三軸的角度數(shù)據(jù)，方向數(shù)據(jù)的單位是角度。
如上所述，電子羅盤E-compass在獲取到G-sensor的數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過(guò)計(jì)算生產(chǎn)O-sensor數(shù)據(jù)以及M-sensor數(shù)據(jù)。
O-sensor提供三個(gè)數(shù)據(jù)，分別為azimuth、pitch和roll。
azimuth：方位，返回水平時(shí)磁北極和Y軸的夾角，范圍為0°至360°。0°=北，90°=東，180°=南，270°=西。pitch：x軸和水平面的夾角，范圍為-180°至180°。當(dāng)z軸向y軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角度為正值。roll：y軸和水平面的夾角，由于歷史原因，范圍為-90°至90°。當(dāng)x軸向z軸移動(dòng)時(shí)，角度為正值。
電子羅盤在獲取正確的數(shù)據(jù)前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，通常可用8字校準(zhǔn)法。8字校準(zhǔn)法要求用戶使用需要校準(zhǔn)的設(shè)備在空中做8字晃動(dòng)，原則上盡量多的讓設(shè)備法線方向指向空間的所有8個(gè)象限。
4、陀螺儀傳感器
陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三軸的角加速度數(shù)據(jù)。
角加速度的單位是radians/second。
根據(jù)Nexus S手機(jī)實(shí)測(cè)：
水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，Z軸為正。
水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，z軸為負(fù)。
向左旋轉(zhuǎn)，y軸為負(fù)。
向右旋轉(zhuǎn)，y軸為正。
向上旋轉(zhuǎn)，x軸為負(fù)。
向下旋轉(zhuǎn)，x軸為正。
5、重力傳感器
重力傳感器簡(jiǎn)稱GV-sensor，輸出重力數(shù)據(jù)。
在地球上，重力數(shù)值為9.8，單位是m/s^2。
坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。
當(dāng)設(shè)備復(fù)位時(shí)，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。
6、線性加速度傳感器
線性加速度傳感器簡(jiǎn)稱LA-sensor。
線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數(shù)據(jù)。
單位是m/s^2，坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。
加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計(jì)算公式如下：
加速度 = 重力 + 線性加速度。
7、旋轉(zhuǎn)矢量傳感器
旋轉(zhuǎn)矢量傳感器簡(jiǎn)稱RV-sensor。
旋轉(zhuǎn)矢量代表設(shè)備的方向，是一個(gè)將坐標(biāo)軸和角度混合計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。
RV-sensor輸出三個(gè)數(shù)據(jù)：
x*sin(theta/2)y*sin(theta/2)z*sin(theta/2)
sin(theta/2)是RV的數(shù)量級(jí)。
RV的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同。
RV的三個(gè)數(shù)值，與cos(theta/2)組成一個(gè)四元組。
RV的數(shù)據(jù)沒(méi)有單位，使用的坐標(biāo)系與加速度相同。
舉例：
sensors_event_t.data[0] = xsin(theta/2)
sensors_event_t.data[1] = ysin(theta/2)
sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[3] = cos(theta/2)
GV、LA和RV的數(shù)值沒(méi)有物理傳感器可以直接給出，需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經(jīng)過(guò)算法計(jì)算后得出。
弱加速度傳感器：加速度傳感器原理
近期筆者在進(jìn)行資產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)研發(fā)。咱們平時(shí)的快遞物流信息一般都是時(shí)隔一段時(shí)間，等物流到達(dá)中轉(zhuǎn)站了，咱們的快遞信息才會(huì)進(jìn)行更新，這樣咱們才能了解我們的快遞到哪兒了。那么如何實(shí)時(shí)快遞的運(yùn)輸狀況和咱們的車輛一樣，能進(jìn)行實(shí)時(shí)定位呢？這時(shí)候，就需要資產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備來(lái)完成這一需求。
資產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備一般是通過(guò)GPS等完成定位，并且可以在后臺(tái)直接對(duì)位置進(jìn)行查看，實(shí)時(shí)性、可視化是資產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備的兩大亮點(diǎn)。
但是用過(guò)GPS的人應(yīng)該都經(jīng)歷過(guò)，當(dāng)處于叢林或者高樓大廈時(shí)，GPS信號(hào)弱，那么在這種情況下還想對(duì)人或物進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，就需要用到加速度傳感器。
加速度傳感器一般是將加速度轉(zhuǎn)換為其他物理量來(lái)間接測(cè)量的。一般常用的加速度傳感器是根據(jù)晶體的壓電效應(yīng)來(lái)工作的，原理是：在有加速度的時(shí)候，傳感器內(nèi)部的晶體會(huì)發(fā)生形變從而產(chǎn)生電壓，只需要測(cè)量出電壓值，并利用晶體的電壓、形變和加速度之間的關(guān)系（固有關(guān)系）就可以檢測(cè)測(cè)量出加速度的數(shù)值。電壓采集的精度決定了加速度的精度。
該如何選擇合適的加速度傳感器：
在選型使用的時(shí)候需要根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景來(lái)確定用什么精度的加速度傳感器，因?yàn)榫仍礁叱杀編?lái)的問(wèn)題就是成本越高，甚至通過(guò)測(cè)量由于重力引起的加速度，你可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜角度。用于地震檢波器和用于汽車車禍報(bào)警的精度與簡(jiǎn)單的需要加速度傳感器進(jìn)行定位的精度需求，是不一樣的。
弱加速度傳感器：重力加速度傳感器
GV-sensor就是重力傳感器的意思，全稱GRAVITY Sensor。它能夠感知到加速力的變化，加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，比如晃動(dòng)、跌落、上升、下降等各種移動(dòng)變化都能被GV-sensor轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過(guò)微處理器的計(jì)算分析后，就能夠完成程序設(shè)計(jì)好的功能，內(nèi)置了GV-sensor的MP3播放器就能根據(jù)使用者的甩動(dòng)方向，前后更換歌曲，放進(jìn)衣袋的時(shí)候也能夠計(jì)算出使用者的前進(jìn)步伐。個(gè)別高端筆記本例如IBM高端系列也內(nèi)置了GV-sensor，在感知發(fā)生劇烈加速度時(shí)（如開始跌落），立即保護(hù)硬盤，避免硬盤損害。
