MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)加速度计是一种微小的传感器,它能够检测和测量物体在三维空间中的线性加速度。这种技术广泛应用于消费电子、汽车安全系统、工业自动化、航空航天和医疗设备等多个领域。下面将详细介绍MEMS加速度计的工作原理。 1. **微机械结构**: MEMS加速度计的核心是微米级别的微型机械结构,这些结构通常由硅片通过精密的微加工工艺制成。主要包括质量块、固定悬臂梁和敏感电容。质量块是感知加速度的主体,悬臂梁则连接质量块与基座,电容用于检测质量块的位置变化。 2. **工作原理**: 当设备受到加速度时,质量块会因为惯性而相对于固定部分移动。这个移动会改变敏感电容的间距,进而改变电容的电荷分布。电容的变化可以被转化为电信号,进一步通过模数转换器(ADC)转变为数字信号,最终由微控制器处理并输出加速度值。 3. **电容模式检测**: 在MEMS加速度计中,主要有两种电容检测方式:单电容模式和差分电容模式。单电容模式下,质量块与一个固定的电极构成电容,加速度变化导致电容距离变化;差分电容模式则有两对电容,质量块同时改变两个电容的间距,通过比较两者的差异来获取更准确的加速度信息。 4. **动态和静态响应**: MEMS加速度计的设计可以区分动态响应和静态响应。动态响应主要用于测量瞬时加速度,如振动和冲击;静态响应则是对持续加速度的测量,如重力加速度。 5. **温度补偿**: 由于硅材料的热膨胀系数,MEMS加速度计的性能会受到温度影响。为了提高精度,设计中通常会加入温度传感器,并通过算法进行温度补偿,确保在不同温度下测量结果的准确性。 6. **灵敏度和分辨率**: 灵敏度是加速度计对加速度变化的反应程度,通常以mV/g或g/LSB表示。分辨率是指加速度计能检测到的最小加速度变化,与ADC的位数和噪声水平有关。 7. **低功耗设计**: 为了适应便携式设备的需求,许多MEMS加速度计采用低功耗设计,例如通过休眠模式、电源管理策略和优化的电路设计来减少能量消耗。 8. **封装与可靠性**: 为确保MEMS加速度计在各种环境下的稳定性和可靠性,它们通常被封装在防尘、防水和抗冲击的封装体内,有时还会使用特殊的涂层以防止腐蚀。 9. **应用实例**: - 在智能手机和平板电脑中,MEMS加速度计用于屏幕自动旋转、运动感应游戏和健康跟踪。 - 汽车安全系统如气囊部署和电子稳定性控制也依赖于MEMS加速度计。 - 工业领域中,它们用于振动监测和设备故障预测。 - 在航空航天领域,MEMS加速度计用于姿态控制和导航系统。 MEMS加速度计通过巧妙的微机械设计和电容检测机制,实现了对微小加速度变化的精确测量,其小巧、低成本和高性能的特性使其在现代科技中占据了重要地位。通过深入理解其工作原理,我们可以更好地利用这一技术解决实际问题。
2025-09-15 16:35:38 149KB mems 加速度计 工作原理
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交流找楼主:SC7A22H 是一款低功耗、高精度数字三轴加速度传感器芯片,内置功能更丰富,功耗更低,体积更小,测量更精确。 芯片通过 I²C/SPI 接口与 MCU 通信,加速度测量数据以中断方式或 查询方式获取。INT1 和 INT2 中断管脚提供多种内部自动检测的中断信号, 适应多种运动检测场合,中断源包括 6D/4D 方向检测中断信号、自由落体 检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和多击检测中断信号。芯 片内置高精度校准模块,芯片内置 LDO 电路,在不同电压下零偏更稳定, 对传感器的失调误差和增益误差进行精确补偿。±2G、±4G、±8G 和± 16G 四种可调整的全量程测量范围,灵活测量外部加速度,输出数据率 0.78HZ 至 1.6KHZ 可选。 芯片内置自测试功能允许客户系统测试时检测系统功能,省去复杂的 转台测试。芯片内置产品倾斜校准功能,对贴片和板卡安装导致的倾斜进 行补偿,不占系统资源,系统文件升级不影响传感器参数。
2025-08-13 12:26:16 249KB MEMS加速度计 三轴加速度计 G-sensor
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ADXL375是一款小而薄的3轴加速度计,具有低功耗和高分辨率性能,测量范围达±200g。数字输出数据为16位二进制补码格式,可通过SPI(3线式或4线式)或I2C数字接口访问。
2024-02-20 13:29:42 716KB
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横跨多重电子应用领域、的半导体供应商、世界的MEMS产品制造商、世界的消费电子及便携设备MEMS传感器供应商意法半导体(STMicroelectronics)日前发布了的高性能3轴MEMS加速度计LIS344AHH.新产品拥有达±18g的满量程、高带宽、低噪声、高机械稳定性和热稳定性,可提升游戏、用户界面和增强实境的用户体验,以及工业控制和碰撞监视的性能。   新产品的高带宽特性可实现高带宽数据速率,可连续地测量快速变化的加速度,增强工业控制、机器人设备和可穿戴式电子产品(例如,运动监视器)的性能。高数据速率结合低噪声操作和小幅位移监视功能,意法半导体的的加速度计使运动控制设备的性能变得更顺
2022-08-04 13:03:22 64KB ST三轴MEMS加速度计LIS344AHH出炉
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针对应用领域中判断水平面及水平面夹角的问题,设计一种倾斜姿态角传感器。把MEMS加速度计SCA103T-D04与C8051F47单片机组合在一起,对MEMS加速度计输出信号进行调理和AD采集,单片机C8051F047完成数据分析和温度补偿,并通过CAN总线通讯接口和RS232通讯接口输出倾斜角度值,输出周期为200ms。该倾斜姿态角传感器测量精度为0.03°,测量范围为-6°?6°,具有体积小、重量轻、精度高、温度适应范围宽的特性,可广泛应用于建筑、道路、桥梁及军用设备等领域。
2022-04-13 08:45:14 196KB 工程技术 论文
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本文档介绍的是ADI ADXL362(ADXL362数据手册)三轴MEMS加速度计在小米智能手环方案的应用和参考设计。 小米手环介绍: 小米手环主芯片采用台湾的华邦电子W25Q80BV(W25Q80BV数据手册),传感器采用ADI的三轴MEMS加速度传感器ADXL362(加速度传感器典型应用),蓝牙芯片采用Dialog的DA14580(DA14580数据手册)蓝牙SoC。小米手环更像是小米手机的延生产品,支持Android4.4及以上版本MIUI,包括小米手机4,小米手机3,红米note4G版,功能有基本的计步、睡眠监测、卡路里计算,还能通过设定目标,帮助用户完成每日的运动量。 小米手环电路板截图: ADXL362介绍: ADXL362微功耗三轴MEMS加速度计(加速度传感器典型应用)。数字输出,加速度范围为±2/±4/±8 g。工作电压1.8V-3.3V,电源电压2V和100Hz输出数据速率时的功耗为2μA,运动触发叫醒模式的功耗为300nA,器件提供12位输出分辨率,8位格式的数据,在±2 g范围的分辨率为1 mg/LSB。主要用在助听器,家庭保健设备,运动使能电源开关,无线传感器和运动使能计量设备. ADXL362功能框图: 附件内容包括: 小米手环电路设计原理图PDF档; ADXL362数据手册; ADXL362驱动/参考代码; 评估板EVAL-ADXL362电路图; 基于ADXL362的卫星跟踪设计参考原理图PDF档; 小米智能手环bong II完整设计方案分享(包括原理图、PCB源文件、材料清单、源代码,详细的制作过程和设计讲解); 相关技术方案: 加速度传感器ADXL345典型应用 本参考设计基于ADI公司的ADXL345,实现了加速度传感器的一系列典型应用,包括:计步器,闪信,硬盘跌落保护,人体跌倒保护,倾角测量,旋转检测,晃动检测,单击、双击检测以及其他智能检测功能和游戏控制功能,等等。
2021-11-18 14:56:16 27.45MB adxl362 智能手环 da14580 小米智能手环bong2
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广受用户欢迎的低噪声、低漂移、低功耗三轴MEMS加速度计系列新增ADXL356和ADXL357两款器件。新款加速度计可实现高频低噪声性能,提供高分辨率振动测量,可在状态监控应用中尽早检测出机器故障
2021-11-11 13:37:44 88KB adxl357 adxl356 MEMS ADI
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行业文档-设计装置-基于MEMS加速度计的低成本山体滑坡预警记录装置.zip
2021-09-06 17:10:42 267KB 行业文档-设计装置-基于MEMS
adxl354_355低功耗3轴MEMS加速度计中文数据手册
2021-08-27 19:10:37 3.1MB MEMS加速度计 adxl354
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您所要做的就是将加速度计放置在 9 个不同的静态位置并记录 x、y 和 z 值。 该过程利用了这样一个事实,即在静态条件下,加速度计输出矢量的模数与重力加速度的模数相匹配。 校准模型包含每个轴的偏差和比例因子以及交叉轴对称因素。 参数通过高斯-牛顿非线性优化计算。 使用的数学模型是 A = M(V - B) 其中 M 和 B 分别是比例因子矩阵和偏置向量。 M = [ Mxx Mxy Mxz; Myx Myy Myz; Mzx Mzy Mzz]; 其中 Mxy = Myx; Myz = Mzy; Mxz = Mzx; B = [ Bx; 经过; ]; M 的对角线元素表示沿三个轴的比例因子,而 M 的其他元素称为横轴因素。 这些术语允许描述轴的未对准和不同通道之间引起的串扰效应通过传感器电子设备。 在理想世界中,M = 1; 乙 = 0 包中提供了以下文件。 1. CalibAcc
2021-08-27 18:40:11 480KB matlab
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