ADIS16228三轴数字加速度计在设备振动检测中的应用
三轴加速度传感器原理应用及前景分析
三轴加速度传感器原理及应用2012年09月09日 12:42来源：本站整理作者：胡哥我要评论(0)三轴加速度传感器原理MEMS换能器（Transducer）可分为传感器（Sensor）和致动器（Actuator）两类。
其中传感器会接受外界的传递的物理性输入，通过感测器转换为电子信号，再最终转换为可用的信息，如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等。
其主要感应方式是对一些微小的物理量的变化进行测量，如电阻值、电容值、应力、形变、位移等，再通过电压信号来表示这些变化量。
致动器则接受来自控制器的电子信号指令，做出其要求的反应动作，如光敏开关、MEMS显示器等。
目前的加速度传感器有多种实现方式，主要可分为压电式、电容式及热感应式三种，这三种技术各有其优缺点。
以电容式3轴加速度计的技术原理为例。
电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。
其主要为利用硅的机械性质设计出的可移动机构，机构中主要包括两组硅梳齿（Silicon Fingers），一组固定，另一组随即运动物体移动；前者相当于固定的电极，后者的功能则是可移动电极。
当可移动的梳齿产生了位移，就会随之产生与位移成比例电容值的改变。
当运动物体出现变速运动而产生加速度时，其内部的电极位置发生变化，就会反映到电容值的变化（ΔC），该电容差值会传送给一颗接口芯片（InteRFace Chip）并由其输出电压值。
因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分，前者内部有成群移动的电子，主要测量XY及Z轴的区域，后者则将电容值的变化转换为电压输出。
文中所述的传感器和ASIC接口芯片两部分都可以采用CMOS制程来生产，而在目前的实际生产制造中，由于二者实现技术上的差异，这两部分大都会通过不同的加工流程来生产，再最终封装整合到一起成为系统单封装芯片（SiP）。
封装形式可采用堆叠（Stacked）或并排（Side-by-Side）。
MEMS传感器优缺点比较
ADI MEMS传感器比较一、ADXL345ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。
数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问。
ADXL345非常适合移动设备应用。
它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。
其高分辨率(4 mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。
该器件提供多种特殊检测功能。
活动和非活动检测功能检测有无运动发生，以及任意轴上的加速度是否超过用户设置的限值。
敲击检测功能可以检测单击和双击动作。
自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。
这些功能可以映射到两个中断输出引脚中的一个。
正在申请专利的32级先进先出(FIFO)缓冲器可用于存储数据，最大程度地减少主机处理器的干预。
低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
ADXL345采用3 mm ×5 mm ×1 mm、14引脚小型超薄塑料封装。
优势和特点：（1）超低功耗：VS = 2.5 V时（典型值），测量模式下低至23μA，待机模式下为0.1 μA；（2）功耗随带宽自动按比例变化（3）用户可选的分辨率全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16 g时达到最高分辨率13位（在所有g范围内保持4 mg/LSB的比例系数）（4）响应频带：1.6kHz；二、ADXL372ADXL372是一款超低功耗、3轴、±200 g MEMS加速度计，以3200 Hz输出数据速率(ODR)工作时功耗为22 μA。
ADXL372未对其前端周期供电以实现其低功耗操作，因此不会冒传感器输出混叠的风险。
除了超低功耗以外，ADXL372还具有许多特性来实现冲击检测以及系统级节能。
该器件包含了一个深度多模式输出先进先出(FIFO)、几个运动检测模式以及一种用于仅捕捉过阈值事件峰值加速度的方式。
三轴加速度传感器原理及应用
三轴加速度传感器原理及应用三轴加速度传感器原理MEMS换能器（Transducer）可分为传感器（Sensor）和致动器（Actuator）两类。
其中传感器会接受外界的传递的物理性输入，通过感测器转换为电子信号，再最终转换为可用的信息，如加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等。
其主要感应方式是对一些微小的物理量的变化进行测量，如电阻值、电容值、应力、形变、位移等，再通过电压信号来表示这些变化量。
致动器则接受来自控制器的电子信号指令，做出其要求的反应动作，如光敏开关、MEMS显示器等。
目前的加速度传感器有多种实现方式，主要可分为压电式、电容式及热感应式三种，这三种技术各有其优缺点。
以电容式3轴加速度计的技术原理为例。
电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。
其主要为利用硅的机械性质设计出的可移动机构，机构中主要包括两组硅梳齿（Silicon Fingers），一组固定，另一组随即运动物体移动；前者相当于固定的电极，后者的功能则是可移动电极。
当可移动的梳齿产生了位移，就会随之产生与位移成比例电容值的改变。
当运动物体出现变速运动而产生加速度时，其内部的电极位置发生变化，就会反映到电容值的变化（ΔC），该电容差值会传送给一颗接口芯片（InteRFace Chip）并由其输出电压值。
因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分，前者内部有成群移动的电子，主要测量XY及Z轴的区域，后者则将电容值的变化转换为电压输出。
文中所述的传感器和ASIC接口芯片两部分都可以采用CMOS制程来生产，而在目前的实际生产制造中，由于二者实现技术上的差异，这两部分大都会通过不同的加工流程来生产，再最终封装整合到一起成为系统单封装芯片（SiP）。
封装形式可采用堆叠（Stacked）或并排（Side-by-Side）。
手持设备设计的关键之一是尺寸的小巧。
目前ST采用先进LGA封装的加速度传感器的尺寸仅有3 X 5 X 1mm，十分适合便携式移动设备的应用。
三轴加速度数据处理方法
三轴加速度数据处理方法三轴加速度数据处理方法是通过对三轴加速度数据进行采集、预处理、滤波、特征提取等一系列处理，从而得到有效的加速度信息。
本文将介绍三轴加速度数据处理的一般步骤和方法，帮助读者更好地理解和应用。
一、采集数据首先，需要通过合适的传感器采集三轴加速度数据。
传感器可以是加速度计或者惯性测量单元（IMU）。
通过传感器可以获得物体在X、Y和Z方向上的加速度数据。
采集到的原始数据往往包含噪声和离群点，为了准确分析和提取加速度信息，需要对数据进行预处理。
预处理包括以下几个步骤：1. 数据去噪：采用滑动窗口平均、中值滤波等方法去除噪声。
2. 数据校正：校正因传感器误差而引入的偏移和尺度问题，通常使用校正公式或者标定方法进行校准。
3. 数据对齐：将不同传感器采集的数据对齐到统一的时间轴上，以便后续分析。
滤波是为了去除高频噪声和不必要的波动，保留有用的加速度信号。
常见的滤波方法包括：1. 低通滤波器：去除高频噪声，保留低频信号。
常用的低通滤波器有巴特沃斯滤波器、无限脉冲响应（IIR）滤波器等。
2. 高通滤波器：去除低频干扰，保留高频信号。
常用的高通滤波器有巴特沃斯滤波器、有限脉冲响应（FIR）滤波器等。
四、特征提取特征提取是从加速度数据中提取有用信息的关键步骤。
通过特征提取可以获得加速度数据的统计特性和模式，进而用于识别和分析。
常用的特征提取方法包括：1. 统计特征：如均值、方差、标准差等，可以反映加速度数据的集中趋势和离散程度。
2. 频域特征：通过对加速度数据进行傅里叶变换，获取频域信息，如能量谱密度、主频等，可以用于分析振动信号。
3. 时域特征：通过对加速度数据进行时间序列分析，提取波形特征，如峰值、波峰间隔、波形形状等，可以用于识别运动模式。
五、应用举例以下是一些三轴加速度数据处理方法在实际应用中的举例：1. 运动监测：通过分析加速度数据中的频域特征和时域特征，可以实现对人体运动状态的监测，如步态分析、睡眠检测等。
ADIS16448 10轴惯性测量单元数据手册说明书
Rev. ADocument FeedbackTel: 781.329.4700 ©2012–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved.Technical Support 功能框图CONTROLLLERCLOCKTRIAXIAL GYRO TRIAXIAL ACCEL POWER MANAGEMENTCS SCLKDIN DOUTGNDVDDTEMP VDDDIO1DIO2DIO3DIO4/CLKIN RSTSPITRIAXIAL MAGN PRESSURE SELF TESTI/OALARMSOUTPUT DATA REGISTERSUSER CONTROL REGISTERSCALIBRATIONAND FILTERSADIS1644809946-001图1.紧凑、精密10自由度惯性传感器ADIS16448ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。
如需确认任何词语的准确性，请参考ADI 提供的最新英文版数据手册。
概述ADIS16448 i Sensor®是一款完整的惯性系统，内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计、一个三轴磁力计和压力传感器。
每个传感器都实现了业界先进的i MEMS®技术与信号调理技术的完美结合，可提供优化的动态性能。
工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。
因此，各传感器均有其自己的动态补偿公式，可提供精确的传感器测量。
与复杂且昂贵的分立设计方案相比，ADIS16448为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而高效的方法。
所有必需的运动测试及校准都是工厂生产过程的一部分，大大缩短了系统集成时间。
严格的正交对准可简化导航系统中的惯性坐标系对准。
SPI 和寄存器结构针对数据收集和配置控制提供简单的接口。
加速度计概述及应用范围
加速度计概述及应用范围加速度计是一种惯性传感器，能够测量物体的加速力。
加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就比如地球引力，也就是重力。
加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。
加速度计的应用加速度计的应用于桥梁健康监测桥梁在外部环境的影响下发生随机性振动，且桥梁在沿桥长方向上下振动比较明显。
、在选材上，电阻式应变传感器存在输出信号微弱、线性度不好的问题，电感式传感器不适用于高频动态测量。
而加速度计测量精度高、工作频率范围宽、重量轻、体积小、安装方便等众多优势，被广泛地应用于振动测量，能够适应比较复杂的外部环境，对环境的抗干扰能力强。
典型的振动测试系统由加速度计、电荷放大器、动态信号分析仪组成，如图2所示。
被测对象的振动加速度信号经传感器拾振，由传感器电缆电缆将加速度信号送入该系统电荷放大器，将信号转换为电压信号并放大，通过数据采集测试仪采样，便实现了对信号的采集。
采集得到的信号可以通过计算机实时显示、分析和处理，也可以保存以便二次处理。
加速度计可直接安装在试件表面上，但应保证传感器的敏感轴向与受力方向的一致性。
另外，为保证最佳的机械接触面，高频红外碳硫分析仪安装接触面要求有高平行度、平直度和低粗糙度。
如果被测物表面形状复杂，需同时测量多方向的加速度或为避免试件补加工等场合，则可选择两轴或三轴的加速度计。
加速度计的根本模型加速度计由检测质量(也称敏感质量)、倾角传感器支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。
加速度传感器检测质量受支承的约束只能沿一条轴线移动，角度传感器这个轴常称为输入轴或敏感轴。
当仪表壳体随着运载体沿敏感轴方向作加速运动时，根据牛顿定律，具有一定惯性的检测质量力图保持其本来的运动状态不变。
它取壳体之间将发生相对运动，使弹簧变形，于是检测质量在弹簧力的作用下随之加速运动。
当弹簧力与检测质量加速运动时发生的惯性力相平衡时，检测质量与壳体之间便不再有相对运动，这时弹簧的变形反映被测加速度的大小。
三轴加速度传感器系统在运动技术分析领域的研究与应用
三轴加速度传感器系统在运动技术分析领域的研究与应用朱明【摘要】为满足在运动训练过程中的人体三维空间技术特征研究的需要,开发一套三轴向加速度传感器系统.该系统由下位机和上位机两部分组成,其中下位机部分由加速度传感器、传感器拾取单元、数据处理单元、电源监测与保护单元和无线传输单元组成,上位机部分由数据采集和分析软件组成.该系统具有四通道同步采集功能,结合同步视频,可对运动员的肢体关节、比赛训练器械等技术组成要素进行运动学和动力学参数进行实时采集与分析.以体育训练中常用的杠铃深蹲训练为实验性应用领域,对速滑和举重两种项目的杠铃深蹲训练进行技术分析,通过对三轴加速度传感器采集数据的分析,找出不同项目间杠铃深蹲动作技术的特征与差异,为今后深入开展加速度传感器系统的开发与相关应用提供研究基础.%IIn order to meet the needs of studying on three-dimensional space technical characteristics of the human body in the training, a set of triaxial acceleration transducer system is developed. The system consists of upper bit and lower bit, the lower bit consists of the acceleration transducer, sense picking unit, data processing unit, power monitoring and protection unit and the wireless transmission unit, upper bit consists of the data acquisition and analysis software. The system has the function of four-channel synchronal sampling, combined with sync videos, which can collect and analyze limb arthrosis of athletes, exercisers of competitions and other technical components with parameters of kinesiology and dynamics in a real time. In physical training, frequently-used barbell squat training belongs to the field of experimental applications, technical analysis of barbell squat training for speed skatingand weightlifting, by analyzing the data which is collected by triaxial acceleration transducer, find out the technical characteristics and differences of barbell squat in differenct events, providing a studying foundation for the development and releted application of acceleration transducer system.【期刊名称】《冰雪运动》【年(卷),期】2015(037)002【总页数】8页(P89-96)【关键词】运动技术;三轴向加速度传感器;杠铃深蹲【作者】朱明【作者单位】黑龙江省体育科学研究所,黑龙江哈尔滨 150008【正文语种】中文【中图分类】G818.3在传统运动技术分析领域，对标记点的运动学参数的获取通常采用视频解析法，即采用一台或者两台以上的摄像机，运用二维或三维图像解析的方法进行采集，这种方法的不足之处：一台摄像机通常采用垂直于运动轨迹曲线的拍摄方法，而现实的人体运动轨迹往往是不规则的，加之摄像机的投影原理会导致一定程度的形变，导致该方法误差较大；三维视频解析过程较为复杂，人工标记法需要逐帧确定标记点的位置，分析过程长，结果反馈慢，自动标记法通常仅满足特定或者简单的视频场景或技术动作，超出软件算法设计范围的会出现较大误差甚至错误[1]。
意法半导体推出用于工业监控的3轴MEMS加速度计
意法半导体推出用于工业监控的3轴MEMS加速度计作者：王欢来源：《物联网技术》2020年第04期摘要：意法半导体（STMicroelectronics）推出了一款新型3轴MEMS加速度计设备，这是一种新型振动感应解决方案，该解决方案为下一代工业4.0应用提供支持，能够实现工厂设备的智能维护。
关键词：MEMS加速度计;工业4.0意法半导体（STMicroelectronics）近期推出了一款新型3轴MEMS加速度计，这是一种新型振动感应解决方案。
据介绍，IIS3DWB是为工业振动传感而优化的3轴MEMS加速度计，在超宽和平坦的频率范围内具有低噪声的优点。
IIS3DWB的主要特性与功能如下：（1）加速度计在3轴上具有宽而平坦的频率响应，从而避免了竞争传感器所需的外部信号调理，降低了复杂程度;（2）数字即插即用功能集成了信号调理、模数转换器（ADC）、片上滤波和带宽均衡;（3）低噪声：3轴模式下为75 µg/，单轴模式下为60 µg/，可随时选择;（4）工作温度范围宽，为-40～105 ℃;（5）三个轴在全性能下均具有1.1 mA的工作电流。
以上功能与特性使得该器件特别适合工业应用中的振动监测。
IIS3DWB和配套的STEVAL-STWINKT1多传感器评估套件是为加速状态监视系统而开发的，通过推断设备维护需求来提高生产率。
在本地或云中分析感测到的振动数据可帮助所有者制定能够最大化正常运行时间，最小化维修成本并避免紧急维修的策略。
STEVAL-STWINKT1通过将IIS3DWB与其他传感器如超低功耗微控制器、蓝牙无线模块和USB等集成，简化了原型设计和测试流程。
该套件安装在带有电池的塑料外壳中，可以立即开始应用开发，并提供有方便的参考设计，包括高速数据记录器和云仪表板实用程序，以帮助收集、分析和可视化结果。
意法半导体的MEMS传感器模块系列充分利用了稳健而成熟的制造工艺，且这些工艺已用于生产微机械加速度计和陀螺仪，以服务于汽车、工业和消费市场。
三轴加速度计原理
三轴加速度计原理
三轴加速度计原理是基于物体受力情况下的加速度测量原理，通过测量物体在三个相互垂直的轴向上的加速度来确定物体的运动状态。
三轴加速度计内部一般由微机械系统(MEMS)组成，包括微结
构加速度传感器和信号处理电路。
微结构加速度传感器利用微机械加工技术制造出微小的质量块和弹簧系统，当物体在某一方向上加速度发生变化时，质量块会产生相应的位移，并通过弹簧的力反馈到壳体上。
这一位移或力的变化会导致电容、电阻或震动频率的变化，从而产生电信号。
在三轴加速度计中，三个相互垂直的轴向分别称为X轴、Y
轴和Z轴。
当物体在一定轴向上受到加速度时，对应轴向的
加速度计会测量到相应的电信号。
通过将三个轴向的加速度信号进行处理和整合，可以得到物体在三维空间内的加速度矢量。
进一步地，通过积分计算，可以得到物体的速度和位移信息。
三轴加速度计广泛应用于各种领域。
例如，它可以用于汽车碰撞检测、智能手机中的自动旋转屏幕功能、运动测量和姿势识别等。
意法半导体推出用于工业监控的3轴MEMS加速度计
意法半导体推出用于工业监控的3轴MEMS加速度计【摘要】意法半导体最新推出了用于工业监控的3轴MEMS加速度计，为工业监控领域带来了全新的解决方案。
本文从产品特点介绍、应用领域、技术规格说明、市场前景展望以及竞争对手分析等方面对该产品进行了详细介绍。
意法半导体在工业监控领域的地位愈发巩固，产品未来有望在市场上获得更多的认可和市场份额。
通过对竞争对手的分析，我们可以更好地了解市场现状和潜在机遇。
本文总结了意法半导体在工业监控领域的优势和产品未来发展趋势，展望了产品的美好前景。
【关键词】意法半导体, 3轴MEMS加速度计, 工业监控, 产品特点, 应用领域, 技术规格, 市场前景, 竞争对手, 地位, 未来发展, 总结.1. 引言1.1 意法半导体推出用于工业监控的3轴MEMS加速度计意法半导体近日推出了一款专为工业监控领域量身定制的3轴MEMS加速度计，该产品将为工业监控系统带来更高的精度和稳定性。
通过结合MEMS技术和意法半导体的先进芯片设计，这款加速度计能够实时监测工业设备的运动状态，并提供准确的数据支持和分析。
这款产品不仅具有高精度和高稳定性，还具有体积小、功耗低、易于集成等特点。
其广泛的工作温度范围和抗干扰能力也使其在各类工业环境下都能表现出色。
该加速度计在工业监控领域具有广泛的应用前景，可以用于振动监测、运动控制、设备状态检测等多个方面。
无论是在制造业、能源领域还是交通运输等领域，这款产品都能为用户提供更多的数据支持和分析功能，帮助他们更好地监控和管理工业设备。
意法半导体将继续努力创新，不断提升产品性能和功能，致力于为工业监控领域带来更多的创新解决方案。
我们相信，这款3轴MEMS加速度计将在未来的工业监控市场中占据重要地位，并为用户带来更好的体验和价值。
2. 正文2.1 产品特点介绍意法半导体推出的3轴MEMS加速度计具有以下几个显著的产品特点：1.高精度测量：该加速度计采用先进的MEMS技术，能够实现高精度的加速度测量，保证监控系统的准确性和稳定性。
三轴加速度计工作原理
三轴加速度计工作原理
三轴加速度计是一种测量物体在三个轴（x、y、z轴）上的加
速度的传感器。
它基于质量的加速度对传感器内部的振动质量进行测量来实现。
三轴加速度计通常由一个微机械系统（MEMS）传感器组成。
该传感器由一个微小的质量块和一对感知质量块的微小弹簧组成。
当受到外部加速度时，质量块会在微小弹簧的作用下产生位移。
这个位移会导致微小弹簧发生形变，形变的程度与加速度的大小成正比。
通过将加速度转换为电信号，三轴加速度计可以将加速度转化为数字信号输出。
这个转换通常采用压电效应或电阻效应来实现。
在压电效应中，压电材料会生成电荷，而在电阻效应中，电流的大小会随着加速度的变化而改变。
三轴加速度计通过在三个轴（x、y、z轴）上分别测量加速度，并将这些测量值结合起来，来获取物体的加速度的三维信息。
这些数据可以被广泛用于导航、运动检测、姿态控制等应用中。
微机械加速度传感器及应用
微机械加速度传感器及应用微机械加速度传感器是一种基于微机械制造工艺的传感器，用于测量物体在三个坐标轴（x、y、z轴）上的加速度。
它的主要组成部分包括微机械结构、电极、感应电路和信号处理电路等。
微机械加速度传感器的原理是基于贝尔效应和压电效应。
当物体受到外力作用时，微机械结构上的振动会引起电容或电阻值的变化。
通过测量这些变化，可以得到物体在不同轴向上的加速度信息。
微机械加速度传感器具有体积小、重量轻、功耗低、精度高等优点，广泛应用于许多领域。
下面将详细介绍一些常见的应用。
1. 移动设备和智能穿戴：微机械加速度传感器可以用于智能手机、平板电脑和智能手表等移动设备中，用于屏幕自动旋转、运动检测、步数计数等功能。
2. 汽车安全系统：微机械加速度传感器可以用于汽车安全气囊系统中，通过检测车辆碰撞时的加速度变化，触发气囊的展开，保护驾驶员和乘客。
3. 运动控制：微机械加速度传感器可以用于运动控制系统中，例如游戏手柄、航模遥控器等。
通过检测手柄或遥控器的倾斜、晃动等动作，实现游戏角色或飞机的移动控制。
4. 工业制造：微机械加速度传感器可以用于工业制造过程中，例如机床的振动监测和控制、生产线的故障检测等。
及时检测和修复设备的振动问题，有助于提高生产效率和产品质量。
5. 制导导航：微机械加速度传感器可以用于制导导航系统中，例如无人机、导弹等。
通过测量加速度变化，可以准确获取飞行器的姿态、速度和位置信息，实现自主飞行和导航。
6. 医疗设备：微机械加速度传感器可以用于医疗设备中，例如心电图仪、运动监测器等。
通过测量人体的加速度变化，可以监测心率、步数、睡眠质量等生理指标，对健康管理起到一定的辅助作用。
7. 建筑结构监测：微机械加速度传感器可以用于建筑结构的振动监测和抗震安全评估。
通过实时监测建筑物的加速度变化，可以预测地震对建筑物的影响，提前采取相应的保护措施。
总之，微机械加速度传感器是一种重要的传感器技术，广泛应用于各个领域，为我们的生活和工作带来了很多便利和安全保障。
电容式三轴线性加速度计
电容式三轴线性加速度计介绍电容式三轴线性加速度计是一种用于测量物体加速度的装置，其可以测量物体在三个方向上的加速度。
该装置通常由三个单轴加速度计组成，分别测量物体在X、Y、Z轴上的加速度。
在实际应用中，电容式三轴线性加速度计常用于惯性导航、自动驾驶、运动监测等领域。
它可以帮助我们准确地测量物体在运动中所受到的加速度，从而更好地掌握物体的运动状态。
工作原理电容式三轴线性加速度计的工作原理是基于电容变化的测量。
当物体加速运动时，其质量会受到惯性作用使之发生位移。
此时，在其内部的引力传感器会受到一定作用力而产生一定的电容变化。
在三个方向上的变化会被三个单轴加速度计记录下来，并转化为电信号。
接着，这些信号会转换为数字信号，并传输给计算机。
根据所测量的信号，计算机可以计算出物体在X、Y、Z方向上的加速度，从而准确地获取物体的运动信息。
结构与优点1.结构：电容式三轴线性加速度计通常有一个套装，包括三个单轴加速度计，以及电路板和数据传输线。
2.优点：–该装置的测量精度高，可以准确的测量物体的加速度。
–三个单轴加速度计可以同时测量物体在三维空间中的加速度，因此可以全面的了解物体的运动状态。
–电容式三轴线性加速度计体积小，重量轻，便于安装和携带。
应用范围与发展趋势电容式三轴线性加速度计已被广泛应用于运动健康监测、惯性导航、自动驾驶、智能家居等领域。
随着科学技术的不断发展，电容式三轴线性加速度计的应用领域也在不断拓展。
未来，它将逐渐被应用于更多领域，如智能手表、智能手机等。
同时，在多元化和智能化的市场需求下，电容式三轴线性加速度计也将更加智能化、紧凑化、功能化和个性化，拓展其应用领域，助力技术创新和智能化发展。
ADIS16228加速度传感器手册
亚德诺半导体——数字三轴振动传感器ADIS16228 产品特性频域三轴振动传感器高达5 kHz的平坦频率响应数字加速度数据，±18 g测量范围数字测量范围设置：0至1g/ 10 g/ 10 g/20 g实时采样模式：20.48 kSPS 采样率，单轴采集样本模式：20.48 kSPS 采样率，三个轴触发模式：SPI，定时器，外部中断可编程抽取滤波器，11种速率设置对于选定的过滤器可设置多记录捕获手动捕获模式时域数据采集FFT，512点，实值，所有三个轴（X，Y，Z）3个窗函数选项：矩形，汉宁，平顶可编程FFT平均：高达255的平均次数贮存：可存储所有三个轴14个FFT记录（X，Y，Z）可编程报警，6个谱带可定义2级的警告和故障设置可调节的响应延迟，以减少误报内部自检与状态标志数字式温度和电源电压测量2个辅助数字I / OSPI兼容串行接口识别寄存器：序列号，设备ID，用户ID单电源供电：3.0 V至3.6 V工作温度范围：-40°C至+125°C15毫米×24毫米×15 mm铝封装，柔性接头应用振动分析状态监测机器运行状况仪器仪表，诊断安全切断传感概述ADIS16228是一个完整的振动监测测系统，集三轴加速度传感器和先进的时域、频域信号处理算法于一体。
时域的信号处理包括可编程抽取滤波器和可选的窗函数。
频域处理包括每个轴512点，实值的FFT变化，采用FFT平均，降低噪声本底变化，从而提高分辨率。
根据存储系统中的14个FFT记录，用户可以追踪随时间发生的变化，并利用多个抽取滤波器设置捕获FFT。
20.48 kSPS的采样速率和5 kHz的平坦频段提供的频率响应适合许多机械设备的健康应用。
铝芯提供优异的机械耦合到MEMS加速度传感器。
一个内部时钟驱动系统所有的数据采样和信号处理操作，消除了对外部时钟源的依赖。
数据捕获功能具有三种模式，提供多种选择，以满足不同应用的需要。
ADXL202加速度计在振动测试中的应用
实用技术ADXL202加速度计在振动测试中的应用*周华,徐华,朱均(西安交通大学机械学院润滑理论及轴承研究所,陕西西安710049)摘要:基于数字式加速度计ADXL202,设计了全数字化的加速度测量装置。
分析了该装置软硬件设计的特点,并进一步论述了提高测量准确度的方法及要点。
通过振动测试实验验证了设计的正确性以及提高准确度的方法,该方案适用于低成本、高准确度、全数字化、多点加速度计。
关键词:占空比调制;加速度传感器;振动测试中图分类号:T P212文献标识码:A文章编号:1000-9787(2003)03-0036-03 Application of accelerometer ADXL202in measurement of vibrationZHOU Hua,XU Hua,Z HU Jun(Inst of Lubr ication Theor y and Bear ing,Sch of Mech Engin,Xi.an J iaotong University,X i.an710049,China)Abstr act:The digital instrument of acceleration measurement is developed based on digital accelerometer2ADXL202.The feature of design in hardwar e and software are introduced.T he techniques and key points of pre2cision enhancement ar e studied.The exper iments of vibration test indicate that the design i s feasible.I t especiallymeets demands of accelerometers with low2cost,high2accur acy,digitization and multi2points test.Key words:duty cycle modulation(DCM);accelerometer;vibration test0引言加速度计一直是振动测试中的重要元件。
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机械设备的高速化、大型化和自动化发展，一方面提高了生产力，另一方面给安全维护提出了更高的要求。
机械振动是各种机器工作工程中经常发生的现象，在机械故障和大型机械的状态监测中振动占有重要的地位，对振动信号进行在线监测和分析可诊断系统及其部件的运行是否正常。
振动相关的物理量包括加速度、速度和位移等，由于测量加速度信号具有方便、经济的优势，工程上通常通过测量加速度测量振动。
早期的加速度传感器是惯性式的，由电磁感应原理产生微弱的电信号，再经过信号调理放大后通过A D C送到微处理器，这种方法电路复杂且成本较高。
近年来ADI公司陆续推出了ADXL/ADIS系列数字加速度计，利用MEMS技术，大大降低了加速度测量的成本。
1.芯片概述：ADIS16228 iSensor® 是一款完整的振动检测系统，集三轴加速度检测与先进的时域和频域信号处理于一体。
时域信号处理包括可编程抽取滤波器和可选的窗函数。
频域处理包括针对各轴的512点、实数值FFT和FFT均值功能，后一功能可降低噪底变化，从而提高分辨率。
通过14记录FFT存储系统，用户可以追踪随时间发生的变化，并利用多个抽取滤波器设置捕获FFT。
20.48 kSPS采样速率和5 kHz平坦频段提供的频率响应适合许多机械健康状况检测应用。
铝芯可实现与MEMS加速度传感器的出色机械耦合。
在所有操作中，内部时钟驱动数据采样和信号处理系统，无需外部时钟源。
数据捕获功能具有三种模式，提供多个选项，以满足不同应用的需要。
此外，在实时模式下，可以直接访问关于一个轴的数据流。
利用SPI和数据缓冲结构，可以方便地访问输出数据。
ADIS16228还提供数字温度传感器和数字电源测量功能。
ADIS16228采用15 mm × 24 mm × 15 mm模块封装，提供法兰、M2机械螺孔和灵活的连接器，支持简单易行的用户接口和安装。
ADIS16228与ADIS16210尺寸兼容且引脚兼容。
工作温度范围为−40°C至+125°C。
功能框图如下：
2.硬件设计：
基于加速度传感器的振动检测设备由按键模块、加速度传感器模块、RS232接口电路、报警电路模块、继电器控制模块和LCD显示模块等几部分构成。
系统结框图如下图所示，其中单片机为系统控制核心，采用ADuC7026，它最大支持41.78MHz时钟，集成了SPI 串行通信接口、定时器、GPIO、AD/DA、pwm等外设接口，性能优越。
3.软件设计
基于三轴加速度传感器的振动监测设备可以工作在两种模式，一是单机模式，二是联机模式，这两种模式可以通过按键来设定。
单机模式下，设备将监控到的数据与预先设定的数据进行比较，如果超过警界值，则发出停机指令并报警。
而在联机模式下，设
备则将采集到的数据通过RS232发给上位机，并执行上位机发出的命令。
软件流程如下图：。