加速度传感器技术简介以及多种应用一览

比较有名的VTI加速度传感器是由高质量硅电容传感器元件和接口电子组成并装配在特定的应用包装中的。硅电容加速度传感器的元件是由单晶硅和玻璃做成的。这种设计能确保相对于时间和温度的可靠性,史无前例的准确性和优秀的稳定性。通常一个元件能承受多余40000g的加速度(1g=地球引力的加速度)。

在单晶硅中没有塑料变形和磁滞现象，它要么被制作成功或者完全被破坏。悬臂式的双电容传感元件设有超负荷保护，它能够测量两个方向的加速度。

加速度传感器的核心部分是微机械加速度传感器元件的对称电容块，它由三片相互被薄玻璃膜隔离的硅片组成。中间硅片是悬臂多射线式结构，在它上面的大的质量块，电容和弹性系数能独立的得到最佳结果。这正是在低g值量程内取得很好测量结果的原因。作用在硅片上的重力和加速的力量使单晶硅电射束振荡弯曲，这种偏差能被两金属膜为电极的电容之间的距离变化而测量出来。微机械片能使相对大的电容和电容变化容易的被检测出来。

双电容结构和它的对称性同时改进了零点的稳定性。发生在它们之中一个电容中的任何变化会引起对面电容中的相似变化而得到补偿。另外对称性能导致交叉轴误差较大。在VTI加速传感器的装配中对称性是由角度的准确度而确定的。不同的量程是由调节弦片的厚度来实现的。传感器元件的湿度由密封洞穴中的压力所决定的，此密封洞穴是由中间硅片，弦片和外层硅片构成。可以通过调整传感器元件来满足不同用途的需要，密封性是通过阳极与硅片牢固粘合而达到的。这样也省去了额外包装的需要，提高了产品质量的可靠性。

加速度传感器应用广泛，主要应用在以下场合：

游戏控制

加速度传感器可以检测上下左右的倾角的变化，因此通过前后倾斜手持设备来实现对游戏中物体的前后左右的方向控制，就变得很简单。

图像自动翻转

用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。

电子指南针倾斜校正

磁传感器是通过测量磁通量的大小来确定方向的。当磁传感器发生倾斜时，通过磁传感器的地磁通量将发生变化，从而使方向指向产生误差。因此，如果不带倾斜校正的电子指南针，需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理，可以对电子指南针的倾斜进行补偿。

GPS导航系统死角的补偿

GPS系统是通过接收三颗呈120度分布的卫星信号来最终确定物体的方位的。在一些特殊的场合和地貌，如遂道、高楼林立、丛林地带，GPS信号会变弱甚至完全失去，这也就是所谓的死角。而通过加装加速度传感器及以前我们所通用的惯性导航，便可以进行系统死区的测量。对加速度传感器进行一次积分，就变成了单位时间里的速度变化量，从而测出在死区内物体的移动。

计步器功能

加速度传感器可以检测交流信号以及物体的振动，人在走动的时候会产生一定规律性的振动，而加速度传感器可以检测振动的过零点，从而计算出人所走的步或跑步所走的步数，从而计算出人所移动的位移。并且利用一定的公式可以计算出卡路里的消耗。

防手抖功能

用加速度传感器检测手持设备的振动/晃动幅度，当振动/晃动幅度过大时锁住照相快门，使所拍摄的图像永远是清晰的。

闪信功能

通过挥动手持设备实现在空中显示文字，用户可以自己编写显示的文字。这个闪信功能是利用人们的视觉残留现象，用加速度传感器检测挥动的周期，实现所显示文字的准确定位。

硬盘保护

利用加速度传感器检测自由落体状态，从而对迷你硬盘实施必要的保护。大家知道，硬盘在读取数据时，磁头与碟片之间的间距很小，因此，外界的轻微振动就会对硬盘产生很坏的后果，使数据丢失。而利用加速度传感器可以检测自由落体状态。当检测到自由落体状态时，让磁头复位，以减少硬盘的受损程度。

随着MEMS技术在传感器领域中的应用，加速度传感器的体积可以做得更小，性能反而做得更高，这大大促进了它在消费电子领域中的应用，每年的市场份额也在不断增加。