什么是加速度傳感器？

　　加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備,。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力,，就好比地球引力，也就是重力,。加速力可以是個(gè)常量,，比如g，也可以是變量,。

　　加速度傳感器一般用在哪里,？

　　通過測(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。通過分析動(dòng)態(tài)加速度,，你可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式,。但是剛開始的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)光測(cè)量?jī)A角和加速度好像不是很有用,。但是,，現(xiàn)在工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。

　　加速度傳感器可以幫助你的機(jī)器人了解它現(xiàn)在身處的環(huán)境,。是在爬山,？還是在走下坡，摔倒了沒有,？或者對(duì)于飛行類的機(jī)器人來說,，對(duì)于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。更要確保的是,，你的機(jī)器人沒有帶著炸彈自己前往人群密集處,。一個(gè)好的程序員能夠使用加速度傳感器來回答所有上述問題。加速度傳感器甚至可以用來分析發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),。

　　目前最新IBM Thinkpad手提電腦里就內(nèi)置了加速度傳感器,，能夠動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)出筆記本在使用中的振動(dòng)，并根據(jù)這些振動(dòng)數(shù)據(jù),，系統(tǒng)會(huì)智能的選擇關(guān)閉硬盤還是讓其繼續(xù)運(yùn)行,，這樣可以最大程度的保護(hù)由于振動(dòng)，比如顛簸的工作環(huán)境,，或者不小心摔了電腦做造成的硬盤損害,，最大程度的保護(hù)里面的數(shù)據(jù)。另外一個(gè)用處就是目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里,，也有加速度傳感器,，用來檢測(cè)拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng)，并根據(jù)這些振動(dòng),，自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦,。

　　加速度傳感器是如何工作的？

　　多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的,。

　　所謂的壓電效應(yīng)就是 "對(duì)于不存在對(duì)稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外,，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng),，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng) ",。

　　一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓,，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系,，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出,。當(dāng)然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器,，比如電容效應(yīng),，熱氣泡效應(yīng)，光效應(yīng),，但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形,，通過測(cè)量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。

　　在選購(gòu)加速度傳感器的時(shí)候,，需要考慮什么,？

　　模擬輸出 vs 數(shù)字輸出：
　　這個(gè)是最先需要考慮的。這個(gè)取決于你系統(tǒng)中和加速度傳感器之間的接口,。一般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的,，比如2.5V對(duì)應(yīng)0g的加速度，2.6V對(duì)應(yīng)于0.5g的加速度,。數(shù)字輸出一般使用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào),。

　　如果你使用的微控制器只有數(shù)字輸入，比如BASIC Stamp,，那你就只能選擇數(shù)字輸出的加速度傳感器了，但是問題是你必須占用額外的一個(gè)時(shí)鐘單元用來處理PWM信號(hào),，同時(shí)對(duì)處理器也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān),。

　　如果你使用的微控制器有模擬輸入口，比如PIC/AVR/OOPIC,，你可以非常簡(jiǎn)單的使用模擬接口的加速度傳感器,，所需要的就是在程序里加入一句類似"acceleration=read_adc()"的指令，而且處理此指令的速度只要幾微秒,。

　　測(cè)量軸數(shù)量：

　　對(duì)于多數(shù)項(xiàng)目來說,，兩軸的加速度傳感器已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用了。對(duì)于某些特殊的應(yīng)用,，比如UAV,，ROV控制，三軸的加速度　　傳感器可能會(huì)適合一點(diǎn),。

　　最大測(cè)量值：

　　如果你只要測(cè)量機(jī)器人相對(duì)于地面的傾角,，那一個(gè)±1.5g加速度傳感器就足夠了。但是如果你需要測(cè)量機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能,，±2g也應(yīng)該足夠了,。要是你的機(jī)器人會(huì)有比如突然啟動(dòng)或者停止的情況出現(xiàn)，那你需要一個(gè)±5g的傳感器,。

　　靈敏度

　　一般來說,，越靈敏越好。越靈敏的傳感器對(duì)一定范圍內(nèi)的加速度變化更敏感，輸出電壓的變化也越大,，這樣就比較容易測(cè)量,，從而獲得更精確的測(cè)量值。

　　帶寬

　　這里的帶寬實(shí)際上指的是刷新率,。也就是說每秒鐘,，傳感器會(huì)產(chǎn)生多少次讀數(shù)。對(duì)于一般只要測(cè)量?jī)A角的應(yīng)用,，50HZ的帶寬應(yīng)該足夠了,，但是對(duì)于需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能，比如振動(dòng),，你會(huì)需要一個(gè)具有上百HZ帶寬的傳感器,。

　　電阻/緩存機(jī)制

　　對(duì)于有些微控制器來說，要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化,，其連接的傳感器阻值必須小于10kΩ,。比如Analog Devices's analog 加速度傳感器的阻值為32kΩ，在PIC和AVR控制板上無法正常工作,，所以建議在購(gòu)買傳感器前,，仔細(xì)閱讀控制器手冊(cè)，確保傳感器能夠正常工作,。