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什么是加速度計(jì)？

什么是加速度計(jì)？

加速度計(jì)是一種將測(cè)量加速力的機(jī)電裝置。這些力可能是靜態(tài)的，如恒定的地心引力作用在你的腳上，或者它們可能是動(dòng)態(tài)的 - 通過移動(dòng)或振動(dòng)加速度計(jì)產(chǎn)生的。

在日常生活中，運(yùn)載體（飛機(jī)、火箭、艦船、車輛等）的運(yùn)動(dòng)是常見的。有運(yùn)動(dòng)，就會(huì)有位移和速度的變化，就會(huì)有加速度。通常，將利用檢測(cè)質(zhì)量的慣性力或力矩來感受、輸出運(yùn)動(dòng)物體線加速度或角加速度信息的裝置稱為加速度計(jì)。

加速度是物體運(yùn)動(dòng)的一種狀態(tài)，加速度計(jì)是通過測(cè)量加速度產(chǎn)生的慣性力來得到加速度的。因此加速度計(jì)實(shí)質(zhì)上是測(cè)力計(jì)。加速度計(jì)測(cè)量的理論基礎(chǔ)是牛頓定律。同時(shí)也稱為重力傳感器 G-Sensor。物體在宇宙空間，就不可避免地受到力的作用，地球引力作用稱為重力，還有太陽、月球以及其他天體的引力作用。加速度是物體運(yùn)動(dòng)的一種狀態(tài)，加速度計(jì)是通過測(cè)量加速度產(chǎn)生的慣性力來得到加速度的。當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生慣性力。在加速度計(jì)工作過程中，慣性質(zhì)量除受引力和慣性力作用外，還有非引力非慣性力的其他約束力作用在慣性質(zhì)量上，如彈簧的彈性力、反饋控制電路作用的電磁力等，這些力與引力和慣性力相平衡。

加速度計(jì)有什么用途？

通過測(cè)量由于重力引起的靜態(tài)加速度，您可以找出設(shè)備相對(duì)于地球傾斜的角度。通過感測(cè)動(dòng)態(tài)加速度，您可以分析設(shè)備移動(dòng)的方式。起初，利用加速度計(jì)僅僅測(cè)量?jī)A斜角和設(shè)備加速狀態(tài)顯然并不令人興奮。為“嫦娥四號(hào)”石英撓性加速度計(jì)，分別用于在地月轉(zhuǎn)移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動(dòng)力下降三大階段測(cè)量整器飛行的加速度，從而控制整器的速度變化，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的變軌控制和平穩(wěn)、準(zhǔn)確的著陸控制。然而，工程師們已經(jīng)想出了許多方法利用加速度計(jì)發(fā)明出真正有用的產(chǎn)品。

加速度計(jì)可以幫助設(shè)備更好地了解其周圍環(huán)境。比如是否開車上坡？如果再走一步會(huì)不會(huì)跌倒？同理磁強(qiáng)計(jì)是用來測(cè)量地磁矢量的，也可以用同樣的方法獲得姿態(tài)的誤差。它現(xiàn)在是水平飛行還是在俯沖準(zhǔn)備炸你的學(xué)校？一個(gè)好的程序員可以利用加速度計(jì)采集的數(shù)據(jù)編寫出代碼來回答上述所有問題。加速度計(jì)還可以幫助分析使用振動(dòng)測(cè)試的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的問題，或者甚至有人用它來制作樂器。

另外，重力感測(cè)器的資料率也遠(yuǎn)高于里程表因此更適合用在DR。 就便利性來說，重力感測(cè)器是屬于自主性的元件，不須依靠外部的輔助資訊，里程表必須仰賴車輪的轉(zhuǎn)速的輔助資訊才能進(jìn)行位移的計(jì)算。

在計(jì)算世界中，IBM和蘋果公司近在筆記本電腦中開始使用加速度計(jì)來保護(hù)硬盤免受損壞。比方說您不小心碰掉筆記本電腦，加速度計(jì)一旦檢測(cè)到突然的自由落體運(yùn)動(dòng)，會(huì)立即將硬盤驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉，盡量避免頭部碰壞。以同樣的方式，裝備的g加速度計(jì)用它在正確的時(shí)間檢測(cè)到汽車碰撞和部署氣囊已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法。關(guān)于姿勢(shì)計(jì)算的基本知識(shí)，我不會(huì)在這里詳細(xì)描述，有很多關(guān)于此的在線信息。

如何用加速度計(jì)提高傾角測(cè)量精度

在乘用車上，電動(dòng)停車制動(dòng)器（EPB）用于使汽車在平坦的坡道上保持靜止。這是通過使用單軸或雙軸加速度計(jì)測(cè)量?jī)A斜角來實(shí)現(xiàn)的。通常的做法是在EPB控制單元的模塊中安裝X軸/Y軸或Z軸低g加速度計(jì)。如今，越來越多的汽車配備了ESC（電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)），它在單個(gè)芯片中集成了低g加速度計(jì)和陀螺儀。這樣做是為了防止汽車滑倒和傾覆;今天，ESC功能已成為世界各國(guó)的強(qiáng)制性要求。如果通過組合設(shè)備（單芯片，組合加速度計(jì)和陀螺儀）實(shí)現(xiàn)傾斜測(cè)量，則無需在汽車中安裝單獨(dú)的EPB模塊，這可以顯著降低汽車的成本。由于組合裝置通常用于ESC，因此不優(yōu)化傾斜檢測(cè)，并且當(dāng)通過組合裝置測(cè)量?jī)A斜角時(shí)，測(cè)量精度有時(shí)不能滿足要求。并可根據(jù)用戶需求內(nèi)置溫度傳感器，可用于對(duì)偏值和標(biāo)度因數(shù)的補(bǔ)償，減少溫度的影響。由于組合裝置是XY軸或XYZ軸，因此X軸通常用于傾斜測(cè)量。 EPB模塊中的一些傳統(tǒng)的低g加速度計(jì)使用Z軸，因?yàn)樗怪卑惭b在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中。

為“嫦娥四號(hào)”配套了圓形連接器、矩形連接器、射頻同軸連接器等各類連接器產(chǎn)品，先后為我國(guó)載人航天工程配套了9大系列、1400多個(gè)規(guī)格、5萬多只電連接器，配套涉及各個(gè)系統(tǒng)。 另外，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)火箭姿態(tài)的測(cè)量雷達(dá)也由華豐配套提供，這種測(cè)量雷達(dá)采用特有的動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)，為發(fā)射指揮中心提供火箭發(fā)射初始階段的實(shí)時(shí)參數(shù)和軌道信息。為“嫦娥四號(hào)”石英撓性加速度計(jì)，分別用于在地月轉(zhuǎn)移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動(dòng)力下降三大階段測(cè)量整器飛行的加速度，從而控制整器的速度變化，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的變軌控制和平穩(wěn)、準(zhǔn)確的著陸控制。輸送到力矩器中的電信號(hào)（電流的大小或單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)）就被用來度量加速度的大小和方向。