加速度传感器是什么？一文总结加速度传感器原理，几分钟带你搞懂

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在这之前给大家简单地介绍了一下压力传感器，大家如果错过的，点击下方标题可以直接跳转。

什么是压力传感器？几分钟带你搞懂压力传感器工作原理

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压力传感器接线不会？看这一文就够了，几分钟帮你搞定

这篇文章将给大家介绍一下加速度传感器 。

加速度传感器是什么？

加速度传感器 是一种能够测量物体加速度 的传感器，在运动过程中，通过测量质量的惯性力和牛顿第二定律得到加速度 。

根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器有电容式、电感式、应变式等。

如下图所示，PCBA上被黄色圈出来的地方为一个加速度传感器。

加速度传感实物图

通过测量重力加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜度，也可以通过分析动态加速度来计算设备的运动。

一些智能手表会有安装加速度传感器和陀螺仪芯片技术。

加速度传感器如何测量加速度？

加速度传感器沿三个轴运动：

加速度计轴读数以浮点值的形式提供，以 m/s^2 为单位。

具体的如下图所示：

加速度传感器原理-如何工作？

加速度传感器经常用于大型电子设备的简单电路，尽管外观不起眼，但加速度传感器以多种方式工作，其中两种是压电加速度计 和电容加速度计。

压电加速度传感器--压电效应

压电加速度传感器 主要应用的是压电效应 ，压电效应是最流行的形式。主要使用加速力而受到的微观晶体结构，压力会在晶体中产生电压，加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。

压力加速度传感器

压力加速度传感器--压电效应的工作原理

压力加速度传感器原理图

如上图的模型所示，加速度传感器包含微观晶体结构，当发生振动时会产生电压，然后产生的电压会产生加速度的读数。

电容式加速度传感器-电容变化

电容加速度传感器 感应结构之间的电容变化 。如果加速力移动这些微结构中的一个，则电容会发生变化，并且加速度传感器会将此电容转换为电压以进行解释。

电容式加速度传感器

电容加速度传感器--电容变化的工作原理

力 = 质量 x 加速度，所以要找到加速度，它需要存在的力 / 物体的质量。这就是电容加速度传感器中电容效应的工作原理：

电容加速度传感器原理图

加速度传感器的功能--加速传感器倾斜角度

加速度传感器可用于测量倾斜角。由重力引起的加速度的持续测量可以用加速度传感器来测量。具体的如下所示：

加速度传感器测量倾斜角

加速度传感器的功能--加速传感器跟踪运动

虽然很容易认为使用加速度传感器来跟踪物体随时间的位置是比较简单的，但是使用加速度传感器跟踪绝对位置还是没有那么容易。

加速度传感器的功能--加速传感器测量振动

加速度传感器可用于测量振动的频率和幅度 。加速传感器可用于测量小到人类无法察觉到的加速度效应，例如检测地震事件或测量建筑物的共振频率。

可以测量的振动频率范围和振幅取决于加速度计的速度和噪音水平，为了得到一相对准确的结果，确保加速度传感器的数据速率至少比最快振动频率快 4 倍，还需要确保加速度传感器的本底噪声明显小于信号预计。

加速度传感器的功能--加速传感器测量高频振动

如果你将加速度传感器安装在比加速度传感器测量速度更快的强烈振动的机器上，有可能存在混叠效应和偏移，从而影响测量。

如果你测量的结构可能会产生高频振动，建议使用某种防震架将加速度传感器与这些振动隔离开来，通常是由橡胶、松紧、或者弹簧制成的比较简单的物件。

加速度传感器的应用领域

加速度传感器在各个领域发挥着重要作用，包括工业、医疗、社会应用和国内应用，用于监测各种物体的运动。

加速度传感器 主要用于汽车安全气囊 、防抱死制动系统 、牵引力控制系统 等的安全性能中。

加速度传感器 可以检测上、下、左、右倾角 的变化，因此通过向前倾斜手持设备来控制游戏中物体的前后左右方向非常简单和落后。

使用加速度传感器检测手持设备的旋转和方向，实现对待显示图像的归一化 。

1、保持图像清晰

使用加速度传感器检测手持设备的振动/抖动幅度 ，当振动/抖动幅度过大时，锁定相机快门，使拍摄的图像始终清晰 。

2、计步器

加速度传感器 可以检测交流信号和物体的振动 。人走路时会产生一定规律的振动，加速度传感器可以检测到振动的过零点，计算出人的步数或跑步者的步数 ，从而计算人移动的位移 ，并且使用一定的公式可以计算卡路里消耗 。

3、确定手机标题

加速度传感器根据 手机标题的方式在横向和纵向模式之间旋转显示。

加速度传感器通过测量磁通量的大小来确定方向。当加速度传感器倾斜时，通过加速度传感器的磁通量会发生变化，导致方向误差。加速度传感器可以测量倾斜角度的原理可以补偿电子罗盘的倾斜。

GPS系统 通过接收以120度分布的三个卫星信号来确定物体的位置。在一些特殊的场合和地形，如隧道、高楼、丛林地区，GPS信号会变弱甚至完全丢失，这就是所谓的死胡同。

通过安装加速度传感器 和我们之前使用的惯性导航，可以测量系统的死区 。将加速度传感器积分一次就变成了单位时间的速度变化量，从而测量死区中物体的运动。

笔记本电脑中的加速度传感器 可保护硬盘驱动器免受损坏。如果笔记本电脑在使用过程中摔倒，加速度传感器会检测到摔倒并立即关闭硬盘驱动器，以避免读取头撞到硬盘驱动器盘片。

以上就是关于加速度传感器的一些知识，希望大家多多支持我。

图片来源于网络

EPB控制系统基本认知

驻车制动器，通常是指车辆安装的手动刹车，简称手刹，在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。常见的手刹一般置于驾驶员右手下垂位置，便于使用。也有部分自动挡车型在驾驶员左脚外侧设计了功能与手刹相同的脚刹，目前广泛采用的是电子驻车制动系统（EPB系统）。

EPB系统的组成

电子驻车制动系统（Electronic Parking Brake System，EPB）是由驻车制动控制电机直接控制后轮制动卡钳来实现驻车制动的，其主要部件包括驻车制动开关、驻车制动控制单元和驻车制动执行电机等三部分。吉利EV450车型驻车制动系统组成如下图所示。

如果出现了驻车制动不能够释放的故障时，需要将驻车制动控制电机的后盖板打开，然后使用一个专用的扳手旋转执行电机内的推杆使制动卡钳释放。完成这项操作后，需要使用专用的诊断仪对EPB 制动卡钳进行复位。

EPB常见使用场景

挂入P档（适用于自动挡车型）：车辆静止时，从任意档位切换至P档，车辆将自动驻车，此时自动驻车按钮红色指示灯亮起。

开启车门：当车辆处于静止状态时，打开主驾车门，车辆将自动驻车，此时自动驻车按钮红色指示灯亮起。

停车熄火：当车辆处于静止状态时，通过一键启动按钮熄火后，车辆将自动驻车，此时自动驻车按钮红色指示灯亮起。

坡道溜坡：在斜坡上驻车后，EPB系统会根据坡度的不同，采取不同的力度驻车。如果出现溜坡，EPB系统将用最大夹紧力再次驻车，防止溜坡。

EPB的功能

EPB系统可以完成静态驻车及解除、动态应急制动和坡道驻车及辅助等功能。

静态驻车及解除：车辆在停止时，拉起EPB开关（无论启动开关是ON或OFF ,以及行车制动状态）,EPB系统工作制动锁止车辆。释放驻车制动时，启动开关处于ON位置，踩下行车制动踏板，按下EPB开关，EPB系统停止制动锁止。当然如果车辆的前机舱盖和后备箱盖以及4个车门都是OFF 状态时，变速杆从P位移到R位或D位时，EPB系统也会自动释放。

动态应急制动：车辆在行驶过程中，驾驶员拉起EPB开关，EPB控制单元收到开关信号后通过数据总线要求ESC系统控制行车制动，如果行车制动系统或是ESC系统故障，由EPB控制单元直接控制驻车制动系统工作（仅限于后轮）来应对这种紧急情况。 EPB系统动态制动控制是持续进行的，直到松开EPB开关为止。在动态制动工作期间，驻车制动警告灯将会一直闪烁。

坡道驻车及辅助：坡道驻车时，EPB会根据集成在液压电子控制模块中的纵向加速度传感器来测算坡度，从而计算出车辆在斜坡上由于重力而产生的下滑力，EPB系统就会对后轮施加制动力平衡下滑，实现坡道驻车。当车辆坡道起步时，EPB坡道辅助功能会根据坡道角度、驱动电机转矩、加速踏板位置、档位等信息来计算释放时机，当车辆的牵引力大于下滑力的时候，自动释放驻车制动，辅助坡道起步。

EPB系统工作原理

EPB的驻车功能主要由电子信号的传递来实现，通过自带ECU发出指令来驱动卡钳进行相关动作。其主要信号交互有以下几方面组成：电子驻车制动控制单元、组合仪表EPB相关显示符号、EPB开关按键、执行机构等。

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