加速度传感器的检测应用研究进展
光纤加速度传感器的研究进展
的质量块 ， 此 时 光 栅 与 悬 臂 梁 的 中 性 层所 成 的 角 度 为９． ６ 。 。 加 速 度 的 变 化 会 引起 光
带 宽 与 加 速 度 大 小 成 线性 关 系 ， 且 灵 敏 度
需 求 促 进 了加 速 度 传 感 器 的 不 断 发 展 ， 从 导 致 激 光 偏 振 态 的 改 变 。 从 另外 一 端 输 出 上 的 硅微 反射 镜 形 成一 个 Ｆ — Ｐ 谐振 腔 。 在Ｖ 的偏 振 光 经过 检 偏 器 后 通 过 光 电二 极 管 来 形 槽 与 光 纤 固 定 支 架 之 间 装 有 一 个 ＰＺ Ｔ， 检测 ， 不 同 的 加 速 度 大 小 对 应 不 同 的 偏 振 通 过 施 加 音 频 信 号 对 腔 长 生 成 相 位 载 波 （ Ｐ ＧＣ） 调制 ， 腔 长 的 变化 与光 纤轴 向方 向 的
Ｆ Ｐ ｅ ｎ ｇ 等人 于２ Ｏ １ ２ 年 设计 了一种 紧凑 温 度 不 敏 感 型 加 速 度 传 感 的 目 的 。 ｗ － Ｊ
１ 光纤 光学加速 度传感器
１ ． １强 度调 制型 强度 调 制 型加 速 度 传 感器 是 指 通 过 调 制 光 纤 中 传输 光 的 强 度从 而 达 到 测 量 加 速 度 的 目的 ， 主 要 包 含 有透 射 式 、 反射式 、 偏 解调 、 成 本 相对 低 廉 ， 缺 点是 精 度 不高 。 （ １ ） 透 射式 光纤 加 速 度传 感器 。
种 类 繁 多 的 加 速 度 传 感 器结 构 ， 而 光 纤 加 态 ， 即 不 同 的 接收 光 强 ［ 】 １ 。 速 度 传 感 器 相 比 于 硅 微 电 子 式加 速 度传 感 １ ． ２相位 调 制型 器来说 ， 高精度 、 不受电磁干扰 、 能 在 恶 劣
加速度传感器的应用和原理
加速度传感器的应用和原理一、引言加速度传感器作为一种重要的传感器，广泛应用于许多领域，如汽车行业、工业制造业、航空航天等。
本文将介绍加速度传感器的应用和原理。
二、加速度传感器的应用加速度传感器具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点，因此在很多领域都得到了广泛应用。
以下是一些加速度传感器的应用场景：1.汽车行业：在汽车中，加速度传感器可以用于车辆的动态平衡控制、制动系统和悬挂系统的优化和控制，以及碰撞检测和安全气囊系统等。
2.工业制造业：在工业制造过程中，加速度传感器可用于监测和测量机器设备的振动和震动，从而实现机器设备的故障检测和预测维修。
3.航空航天：加速度传感器可以用于飞机、导弹和火箭的姿态控制和稳定，以及航天器的姿态测量和导航系统。
4.运动追踪：加速度传感器可以用于智能手环、智能手表和智能手机中，实现步数计算、距离测量、睡眠监测等功能。
同时在体育训练中也可以用来监测运动员的运动状态和姿势。
三、加速度传感器的原理加速度传感器基于压电效应或惯性效应，来测量物体的加速度。
1.压电效应原理压电效应是指某些材料在受力时会产生电荷分布不均匀的现象。
当压电材料受到外力作用时，材料内部的电荷分布会改变，从而产生电位差。
通过测量这个电位差的变化，就可以得知物体的加速度。
2.惯性效应原理惯性效应是指物体的运动状态在改变时产生的内部力，这个原理也是加速度传感器常用的原理之一。
加速度传感器的惯性效应原理是基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
通过测量物体在加速过程中的惯性力，就可以得知物体的加速度。
四、加速度传感器的工作方式加速度传感器一般分为模拟式和数字式两种工作方式。
1.模拟式加速度传感器模拟式加速度传感器输出的是一个模拟电压信号，输出电压的大小与加速度成正比。
这种传感器通常需要使用模拟信号处理电路进行信号调理和滤波，以使得输出信号更加稳定和可靠。
2.数字式加速度传感器数字式加速度传感器能够直接输出数字信号，无需进行模拟信号处理。
基于加速度传感器的动作识别技术研究
基于加速度传感器的动作识别技术研究随着科技的不断推进，加速度传感器被日益广泛地应用于各个领域中。
其中，基于加速度传感器的动作识别技术已经成为了人们关注的焦点。
这项技术能够通过检测运动员身上的加速度传感器，来准确地识别出他们正在进行的动作，并从中提取出有用的信息。
在本文中，我们将详细探讨基于加速度传感器的动作识别技术的研究进展以及未来的发展方向。
一、技术背景加速度传感器是一种能够检测物体加速度的装置，它是一种微机电系统（MEMS）。
合成对数周期（SLP）算法、人工神经网络（ANN）算法和决策树算法是常用的动作识别技术。
加速度传感器技术在运动测量领域的应用非常广泛，例如，用于测量地震，检测楼房的结构是否牢固，还用于医学领域，例如，检测人类的步态是否正常。
二、基于加速度传感器的动作识别技术的研究进展基于加速度传感器的动作识别技术最初是用于运动医学和康复医学领域，虽然它在这些领域中的应用非常成功。
但是，现在这项技术已经扩展到了更广泛的领域，例如，人机交互界面、智能手环等。
而且，这项技术还可以用于控制机械臂、福利设施等。
这是因为加速度传感器技术可以帮助工程师们探索不同领域的新思路和方法。
对于动作识别技术的研究，有很多的应用场景和创新的可能性，同时也有很多挑战。
最近几年，人们一直在尝试发现一些新的方法和算法，以更准确地检测出不同的动作。
一项研究发现，加速度传感器可能会因载体的不稳定而出现误差。
因此，需要开展一些相关的研究工作，提高保真度，并且完善研究的标准化。
三、未来的发展方向除了应用场景和算法方面的研究，未来还需要在硬件设计方面进行更深入的探索。
例如，我们必须解决能源问题，保证加速度传感器可以长时间工作。
同时，还需要研究新型加速度传感器的性能和特性，这些传感器可以被用于新的领域，例如，运动物品追踪。
此外，基于加速度传感器的动作识别技术还发挥着越来越重要的作用，例如，通过识别运动员进行的动作，可以准确评估他们的运动能力，从而制定更好的训练计划。
加速度计和陀螺仪传感器原理、检测及应用
加速度计和陀螺仪传感器原理、检测及应用摘要：微机电系统（MEMS）在消费电子领域的应用越来越普及，移动市场的增长也带动了MEMS需求的日益旺盛。
实际上，MEMS传感器正在成为消费类和移动产品差异化的关键要素，例如游戏控制器、智能手机和平板电脑。
MEMS为用户提供了与其智能设备交互的全新方式。
本文简要介绍MEMS的工作原理、检测架构以及各种潜在应用。
本文网络版地址：http：///article/247467.htm关键词：MEMS；加速度计；陀螺仪；传感器DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2014.5.013引言微机电系统（MEMS）将机械和电子元件集成在微米级的小型结构中。
利用微机械加工将所有电气器件、传感器和机械元件集成至一片共用的硅基片，从而由半导体和微加工技术组合而成。
MEMS系统的主要元件是机械单元、检测电路以及ASIC或微控制器。
本文简要介绍MEMS加速度计传感器和陀螺仪，讨论其工作原理、检测结构以及目前市场的热点应用，对我们日常生活具有深远的影响。
1 MEMS惯性传感器MEMS传感器在许多应用中测量沿一个或多个轴向的线性加速度，或者环绕一个或多个轴的角速度，以作为输入控制系统（图1）。
MEMS加速度计传感器通常利用位置测量接口电路测量物体的位移，然后利用模/数转换器（ADC）将测量值转换为数字电信号，以便进行数字处理。
陀螺仪则测量物体由于科里奥利加速度而发生的位移。
2 加速度计工作原理根据牛顿第二定律，物理加速度（m/s2）与受到的合力（N）成正比，与其质量（kg）成反比，加速度方向与合力相同。
上述过程可简单归纳为：作用力导致物体发生位移，进而发生电容变化。
将多个电极并联，可获得更大的电容变化，更容易检测到位移（图4）。
V1和V2连接至电容的每侧，电容分压器的中心连接到物体。
物体重心的模拟电压通过电荷放大、信号调理、解调及低通滤波，然后利用Σ-ΔADC将其转换为数字信号。
三轴加速度传感器测量体力活动研究进展
2018年(第8卷)第14期体育大视野DOI：10.16655/ki.2095-2813.2018.14.230三轴加速度传感器测量体力活动研究进展①舒潇(四川体育科学研究所 四川成都 610041)摘 要：随着时代的发展越来越多的人缺乏锻炼，体力活动水平低下。
肥胖患者增多，伴随而来的是各种疾病已然成为全球问题。
越来越多的居民开始关注体力活动，各种测量仪器也应运而生，加速度传感器就是一种，它具有体积小,易于携带，同时测量精确，可重复使用，价格低廉，对受试者影响小等优点，在国外被广泛应用于日常体力活动的研究。
本综述将具体对加速度传感器校度、最佳佩戴时间、最佳佩戴位置以及生活中的应用等进行分析讨论。
关键词：三轴加速度传感器 体力活动 综述中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-2813(2018)05(b)-0230-02WHO把体力活动定义为通过骨骼肌收缩消耗能量的任何身体移动。
大量流行病学研究证明了体力活动的不足与许多疾病密切相关，如常见的心血管疾病、糖尿病、骨质疏松、肥胖症、部分类型癌症（结直肠癌、乳腺癌）等。
体力活动量也不是越高越好，准确评定体力活动，就可获得健康与体力活动的关系，并获得长期行为趋势和评估干预效果。
回顾性调查法是目前国内测量体力活动的主要方法，但问卷获得结果常常是前后矛盾的。
加速度传感器具有体积小,易于携带，同时测量精确，可重复使用，价格低廉，对受试者影响小等优点，被广泛应用于测量不同人群体力活动的研究。
加速度传感器能精确测量体力活动的能量消耗、运动频率、运动强度和运动持续时间，且无需被测者进行回顾。
现今在发达国家，加速度传感器应用于体力活动的研究已相当成熟。
本综述对近年来文献进行了归纳总结。
1 加速度传感器测量方法研究1.1 加速度传感器原理加速度传感器的原理是通过感应物体加速度后，产生形变，再转化为电信号输出。
形变越大，电压值越大，形变越小电压值越小。
传感器在检测技术中的应用及发展的研究
传感器在检测技术中的应用及发展的研究一：传感器在检测技术中的作用及地位检测（Detection）是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
能够自动的完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。
检测技术是现代化领域中很有发展前途的技术，他在国民经济中起着极其重要的作用。
近几十年来，自动控制理论和计算机技术迅速发展，并已应用到生产和生活的各个领域。
但是，由于作为“感觉器官”的传感器技术没有与计算机技术协调发展，出现了信息处理功能发达、检测功能不足的局面。
目前许多国家已投入大量人力、物力，发展各类新型传感器，检测技术在国民经济中的地位也日益提高。
传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。
传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动化程度就越高。
在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。
传感器（Sensor）是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。
对于传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。
我们可以根据在各个值的稳定状态下，输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。
传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。
MEMS加速度传感器计量检测技术的研究进展
ＭＥ ＭＳ加速 度 传 感 器 主 要 由质 量 块 及 悬 挂 在 传 感
器周边框架结构上 的弹性元件 （ 弹簧）构成。当加速 度传感器连同外界物体一起加速运动时 ，质量块受到
惯性 力 的作 用 向相 反 的方 向运 动 ，加 速 度 就 可 以通 过
ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｔｔ ｓ ｏ ＭＳ ａ ｃ ｌ ｒ ｍｅｅ ｓ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｔｅ ｒ ｌ ｓ ｉ ｃ ｔ ｎ，ｗ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｆ ａｕ ｅ ，ａ ｄ ｐ ｉｔ ｄ ｏ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆ ｒ ｕ ｔ ｅ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｓ ｕ ｆＭＥ ｃ ｅｅ ａ ｏ ｔｒ ，ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｉ ａ ｓｆ ａｉ ｏ ｃ ｉ ｏ ｏ ｋ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｅ ｔｒ ｓ ｎ ｏ ｎ ｅ ｕ ｏ ｐ ｃｓ ｏ ｒｈ ｒ ｐ ｆ
得 了许 多研 究进 展 。
意 法半 导 体 、美 国飞 思 卡 尔 半 导 体 、美 国 Ａ Ｄ和 芬 兰 Ｖ Ｉ 世界 著 名 公 司 ，以及 美 国斯 坦 福 大 学 、 日 Ｔ等 本 丰桥 大学 等科 研 机 构 都 展 开 了 ＭＥ ＭＳ加 速 度传 感 器 的深入 研究 。 日前 ，美 国 Ａ Ｄ公 司 的 Ｄ ｏｏｈｒ ．Ｈ ｌｃｅ 等报 ｌ 道 了一 种新 型三 轴 ＭＥ ＭＳ加 速 度 传 感 器 ，该 传 感 器 采 用 单一 质 量块 ，价 格 低廉 ，平 衡 了消 费者 对 性 能 和 价
摘 要 ：ＭＥＭＳ加 速 度 传 感 器 在 计 量 检 测 中 有 着 广 泛 的 应 用 。 本 文 综 述 了 ＭＥ ＭＳ加 速 度 传 感 器 的 发 展 概 况 ， 总 结 了其 分 类 方 法 、 工 作 原 理 及 特 点 ， 并提 出 发 展 趋 势 。 关 键 词 ：ＭＥ ＭＳ加 速 度 传 感 器 ； 计 量 检 测 ； 研 究 进 展 中 图 分 类 号 ：Ｔ ８ ４ ４ Ｈ ２ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ ６ ４—５ ９ （ ０ ０） ０ ７５ ２ １ ４—０ ０ ０ ５—０ ４
基于MEMS技术的加速度传感器研究
基于MEMS技术的加速度传感器研究近年来，随着科技的发展，MEMS（微机电系统）技术在各个领域的应用越来越广泛。
其中，基于MEMS技术的加速度传感器在运动测量、姿态控制、安全监测等方面具有重要的应用价值。
本文将探讨基于MEMS技术的加速度传感器的原理、制备技术以及应用案例。
加速度传感器是一种能够测量物体加速度或者重力的传感器。
MEMS技术结合了微电子技术和微机械技术，使得传感器的尺寸变得非常小，并且能够批量生产。
基于MEMS技术的加速度传感器通常由微机械加速度传感器和集成电路两部分组成。
微机械加速度传感器通常采用质量悬浮结构，当受到外力作用时，质量将发生位移，由此测量加速度。
制备基于MEMS技术的加速度传感器需要经历多个步骤。
首先，通过光刻技术在硅衬底上形成质量悬浮结构。
然后，将金属电极沉积在衬底上，形成电容结构。
接着，通过刻蚀等工艺，雕刻出质量悬浮结构和电容结构。
最后，借助封装技术和集成电路，将传感器制作完整。
基于MEMS技术的加速度传感器具有许多优势。
首先，尺寸小，可以实现微型化和集成化，方便嵌入各类设备。
其次，价格相对较低，适用于大规模应用。
此外，基于MEMS技术制备的加速度传感器具有很高的灵敏度和稳定性，能够精确测量加速度和重力。
基于MEMS技术的加速度传感器在多个领域有广泛的应用。
在运动测量方面，加速度传感器可以用于测量运动物体的加速度和速度，应用于运动跟踪、步数统计等场景。
在姿态控制方面，加速度传感器可以用于测量物体的倾斜角度和旋转角度，应用于飞行器、机器人等设备的姿态控制。
另外，在安全监测方面，加速度传感器可以用于检测物体的碰撞、震动等，应用于汽车碰撞预警、地震预警等领域。
综上所述，基于MEMS技术的加速度传感器具有广泛的应用前景。
由于其尺寸小、灵敏度高和稳定性好等特点，使得加速度传感器在运动测量、姿态控制和安全监测等方面取得了重要的突破。
未来，随着MEMS技术的不断进步和创新，相信基于MEMS技术的加速度传感器将在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和安全。
加速度计和陀螺仪传感器原理检测及应用
加速度计和陀螺仪传感器原理检测及应用加速度计的原理是基于质量的惯性。
它包含一个质量块，当物体受到加速度时，质量块会受到力的作用，从而产生位移。
位移可以通过电容、压电或压阻等方式检测。
根据牛顿第二定律F=ma，可以通过测量质量块上的力来计算出加速度。
陀螺仪的原理是基于转子的旋转。
转子在其轴向上旋转时，会受到科里奥利力的作用，导致转子发生位移。
位移可以通过电容、压电或压阻等方式检测。
根据角动量守恒定律L=Iω，可以通过测量转子上的力矩和惯性矩来计算出角速度。
在使用加速度计和陀螺仪进行检测时，需要注意其精度和误差。
加速度计的误差包括基线误差（如零偏误差和灵敏度误差）和非线性误差。
陀螺仪的误差包括漂移误差和振动误差。
针对这些误差，可以通过校准、信号处理和滤波等手段进行补偿和消除。
加速度计和陀螺仪的应用非常广泛。
加速度计可以用于物体的运动检测与测量，例如汽车碰撞检测、地震检测、体育运动分析等。
陀螺仪可以用于物体的姿态估计与控制，例如飞行器姿态控制、虚拟现实头显的运动跟踪等。
同时，加速度计和陀螺仪也常常结合使用，以提供更精确的运动状态信息。
总之，加速度计和陀螺仪是两种常用的传感器，用于测量物体的加速度和角速度。
它们的原理基于质量的惯性和转子的旋转，通过检测位移来计算出加速度和角速度。
在应用中，需要注意其精度和误差，并根据具体需求进行校准和补偿。
加速度计和陀螺仪在各种领域都有广泛的应用，如车辆安全、地震监测和虚拟现实等。
三轴加速度传感器
三轴加速度传感器1. 引言三轴加速度传感器是一种常见的传感器技术，用于测量物体的加速度和倾斜度。
它在许多领域中得到广泛应用，包括运动检测、姿态测量、智能手机和游戏控制器等设备。
本文将介绍三轴加速度传感器的工作原理、应用领域和未来发展趋势。
2. 工作原理三轴加速度传感器基于微机电系统（MEMS）技术。
它通常由微机械结构、压电材料和电路组成。
当物体受到加速度时，微机械结构会产生微小的位移，并将其转化为电压信号。
这个信号经过放大和滤波后被传感器读取和解析。
三轴加速度传感器通常包含X、Y、Z三个轴向，分别对应物体运动的水平、垂直和纵深方向。
通过测量三轴的加速度值，传感器可以确定物体的运动状态。
3. 应用领域3.1 运动检测三轴加速度传感器广泛应用于运动检测领域。
它可以测量用户的步数、距离、速度和活动强度，用于运动追踪和健身监测。
许多智能手环、智能手表和健身器材上都配备了三轴加速度传感器。
3.2 姿态测量三轴加速度传感器可以测量物体的倾斜度和方向，用于姿态测量和姿势跟踪。
它在虚拟现实、增强现实和航空航天等领域中得到广泛应用。
例如，游戏控制器可以通过传感器测量玩家的倾斜动作，并将其映射到游戏中的角色操作。
3.3 智能手机和平板电脑三轴加速度传感器是智能手机和平板电脑中的重要组成部分。
它可以实现自动屏幕旋转、姿势识别和步态分析等功能。
此外，多个传感器的组合使用，如加速度传感器和陀螺仪的联合使用，可以提供更精确的运动感知和定位能力。
4. 未来发展随着人工智能、物联网和移动技术的快速发展，三轴加速度传感器将在未来得到更广泛的应用。
以下是一些未来发展趋势：4.1 小尺寸化和低功耗随着智能设备更加轻薄和便携，对三轴加速度传感器的尺寸和功耗要求也越来越高。
未来的传感器将更加小巧，能够集成到更多类型的设备中，并且能够在较长时间内维持稳定的工作。
4.2 高精度和多参数测量未来的三轴加速度传感器将具备更高的精度和多参数测量能力。
基于加速度传感器的人体姿态识别算法研究
基于加速度传感器的人体姿态识别算法研究随着科技的不断发展，人体姿态识别技术逐渐成为一个热门话题。
这一技术通过利用传感器获取人体运动的数据，通过一系列算法对人体的姿态进行识别和分析。
其中，基于加速度传感器的人体姿态识别算法是目前较为广泛应用和研究的一种。
本文将围绕这一主题展开论述。
一、加速度传感器的原理及应用加速度传感器是一种传感器，其工作原理是基于牛顿第二定律。
通过检测物体加速度的变化，实现对物体运动的测量。
在人体姿态识别中，加速度传感器被用来测量身体的加速度、速度和方向，通过这些数据计算出身体的方位和姿态。
加速度传感器广泛应用于智能手表、智能手环、智能手机等设备中，可以用于监测人体运动、计步、健康管理等功能。
同时，加速度传感器也是人体姿态识别技术中最常用的传感器之一。
二、基于加速度传感器的人体姿态识别算法原理基于加速度传感器的人体姿态识别算法是通过对运动数据的处理和分析，实现对人体姿态的识别和分析。
该算法主要分为以下几个步骤：1. 数据采集。
通过加速度传感器收集人体的加速度数据，并以一定的采样率进行采集。
2. 数据预处理。
对采集得到的数据进行去噪和滤波处理，提高数据的准确性和可信度。
3. 特征提取。
基于采集得到的数据，提取能够代表人体姿态的特征，如角度、速度、加速度等。
4. 模型训练。
通过已有的姿态数据，使用机器学习算法进行训练，使其能够根据所提取的特征对不同的姿态进行分类。
5. 姿态识别。
在已经训练好的模型的基础上，对新的运动数据进行分类，实现对人体姿态的识别。
三、基于加速度传感器的人体姿态识别算法研究进展目前，基于加速度传感器的人体姿态识别算法已经得到了广泛的应用和研究。
研究人员通过不断地改进算法，提高了算法的准确性、稳定性和实时性。
以下是几种常见的基于加速度传感器的人体姿态识别算法：1. 基于神经网络的算法。
该算法通过对大量的姿态数据进行训练，可以自动识别姿态信息，具有较高的准确性和稳定性。
MEMS压阻式加速度传感器的研究进展
增 加 了 自检 功能 和 集 成 Ｃ Ｓ电路 ， 高 了稳 定 性 ＭＯ 提
和 可靠性 ， 量方 向也 从 单 轴 逐渐 向 多轴 集 成 测 量 测 发 展 。因此 ， 同应 用 的 ＭＥ Ｓ加 速度 传 感 器 层 出 不 Ｍ
不穷。
压 阻式加 速度 传感 器 具 有 体 积 小 、 集 成 、 耗 小 、 易 功
阻式加 速度 传 感器 的研 究热点及 进展 。
关 键词 ： ＭＳ压 阻式加速 度 传感 器 ； 究现状 ； ＭＥ 研 发展 趋 势
ｌ ＭＥ ＭＳ压 阻加 速 度 传 感 器 简 介
ＭＥ ＭＳ（ ｃ ｍｉ ｏ—ｅｅｔ ｎｃ ｃ ａ ｉ ｌｓｓ ｍ） ｒ ｌ ｒ ｉｓｍｅｈ ｎｃ ｙｔ ｃｏ ａ ｅ
种结 构 大 大 降 低 了 工 艺 难 度 ， 敏 度 为 １． ０ 灵 ４ ８ ｍ ／ ， 振 频 率 为 ９４Ｈ ， 别是 传 统 硅 微结 构 压 Ｖ ｇ谐 ９ ｚ分
维普资讯
范树新 ， ： ＭＥ Ｓ压 阻式加速度传 感器的研 究进展 等 Ｍ
梁结 构 到现 在 的 ３梁结 构 ， 开发 者 围绕 着 怎 样保 持
在压 阻式 加 速 度 传感 器 的硅微 结 构 中 ， 惯性 质 量块 是 由悬 臂 梁支 撑 的 ， 臂 梁上 制 作 有 应 变 扩 散 悬 电阻 。当被测 物体 有 加 速 度作 用 时 ， 微 结 构 会 随 硅 之产 生惯性 力 ， 悬臂 梁 在 惯 性 力 的作 用 下 产 生 应 力 和弹 性形 变 ， 臂梁 上 的扩 散 电 阻 则会 产 生 压 阻 效 悬 应 ， 图 １ 可 变 的 ４个 扩 散 电阻 连 接 为 ｗ ｅｔｏｅ 如 ， ｈａ ｔ ｓｎ 电桥 ， 变 电阻通 过 电桥 输 出电压 的变 化 ， 应 即可将 加 速 度信号 的检 测转 变为 电信 号输 出。
用加速度传感器进行倾角检测中的数据处理研究
其中， 重力 加速 度 大小为 １ ｇ ， 角度 ０ 的单 位是 弧度 ．
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —０ ７ —０ ６
作者简介： 纪爱 国 （ １ ９ ８ Ｏ 一 ） ， 男， 山 东 高青 人 ， 曲阜 远 东 职业 技 术 学 院 电子 信 息 工 程 系 助 教 ， 主要 从 事 传 感 器 信 号 处 理 与应 用 研 究 。
析 等 方 面 的 内容 ．
单 轴 加速度 传感 器测 量倾 角 的原理 如 图 １ 所 示．
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图１ 单 轴 加 速 度 传 感 器 倾 角 检 测 示 意 图
单 轴加 速度 传感 器利 用重 力矢 量在 该轴 的分 量来 测量 加速度 ， 计 算如 （ １ ） 所 示．
２ ０ １ ３年 第 ５ 期 第１ ２卷 （ 总第 ６ ８ 期）
商 丘 职 业 技 术 学 院 学 报 Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｓ ＨＡ Ｎ Ｇ Ｑ Ｉ Ｕ Ｖ Ｏ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ Ｌ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｃ Ｏ Ｌ Ｌ Ｅ Ｇ Ｅ
检 测范 围 为 一９ ０ 。 ～ ＋９ Ｏ 。 ， 双轴加 速度 传感 器 可 以实 现平 面 内 ３ ６ ０ 。 范 围的 检测 ， 三轴加 速度 传感器 可 以实现 全 球面 范 围 内的角度 检测 ， 本 文主 要讨论 单 轴加 速度 传感器 在倾 角检 测方 面 的原 理 、 数据 处理 以及误 差分
１ 利 用加 速 度 传 感 器 进 行 倾 角检 测 的原 理
１ ． １ 倾 角 测 量 原 理
按 照检测 方 向 ， 加 速度 传感 器可 以分 为单 轴加 速度 传感 器 、 双 轴加 速度 传 感 器 和三 轴 加速 度传 感 器 ， 不
MEMS
通 过 对 微 位 移 的测 量 ， 可 以检 测 应 变 、 振动、
速度传感器可以测量 、 ｙ 、 ｚ ３ 个不 同方向的加速
度值 ， 完整 的三 轴加 速度 测量 系统 ， 可选 择 的加速 度 测 量 范 围有 ￣ ２ ｇ 、 ￣ ４ ｇ 、 ± ８ ｇ或 ± １ ６ ｇ ， 同时 它 的 价 格 也 随之 升高 ， 从 几元 到 上百元 甚 至千元 。 国 内 开 展 微 加 速 度 传 感 器 的研 究 始 于 １ ９ ９ ４ 年ｎ １ ， 相 比之下 国内开 发和 生产 虽然 在 时 间上 晚于
Ａ Ｄ Ｘ Ｌ ２ ０ ３ Ｃ 、 Ａ Ｄ Ｘ Ｌ ３ ４ ５ Ｂ Ｃ Ｃ， Ａ Ｄ公 司 的 ＭＥ ＭＳ 加 速
天、 生物与化学 、 汽车制造等 ， 是具有广泛前景的 新型学 科 。在 Ｍ Ｅ ＭＳ 技术 下制造 的加 速度传感 器， 其微米级的尺寸可 以实现传统加速度传感器
不能完成的工作。该加速度传感器通过测量单位 时间 内速度 的变化值 ， 不仅可以用来测量静态加
１ ４ ２
机电技术
２ ０ １ ５ 年１ ０ 月
ＭＥ ＭＳ 加速度传感器在微位移测量 中的应用研究
王 波 于复 生 李欢欢 程启 良
（ １ ． 山东建筑大学 机 电工程学 院 ， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ； ２ ． 山东省 高校机械工程创新技术重点实验室 ， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ） 摘 要： ＭＥ ＭＳ 加速度传感器在微位移测量 中有着广 泛的应用 ， 文章介绍 了目前世界上 主要 的ＭＥ ＭＳ 加速度传感器研
加速度传感器在车辆悬挂系统中的应用研究
加速度传感器在车辆悬挂系统中的应用研究悬挂系统是车辆中至关重要的部分，它直接影响了行驶的舒适性和安全性。
随着科技的不断进步，越来越多的传感器被应用于汽车悬挂系统中，其中加速度传感器是一种重要的传感器。
本文将讨论加速度传感器在车辆悬挂系统中的应用研究。
一、加速度传感器的原理和工作方式加速度传感器是一种用于测量物体加速度的传感器。
它基于牛顿第二定律，即质量乘以加速度等于受力。
传感器的工作原理是利用一种物理效应来测量受力，常见的物理效应有压电效应、微机电系统（MEMS）和光纤光栅。
现在常用的加速度传感器是基于MEMS技术的，这种传感器利用微小的机械结构感受加速度，并将其转换成电信号。
传感器内部包含一块微小的硅芯片，芯片上有微小的弹簧和质量块。
当车辆加速度改变时，芯片内的质量块会受到力的作用而产生微小的位移，从而改变电信号的特性。
通过测量电信号的变化，我们就可以得到车辆的加速度。
二、加速度传感器在悬挂系统中的应用1. 舒适性控制在车辆行驶过程中，由于道路不平整和颠簸，车身会发生上下抖动。
这种抖动会给乘坐者带来不适，影响驾驶员的操控和乘坐体验。
而加速度传感器的应用可以帮助车辆悬挂系统实时监测车身的加速度变化，并通过调整阻尼器和弹簧的刚度来消除或减少车身的抖动，提高驾驶的舒适性。
2. 路况感知加速度传感器还可以用来感知道路的状况。
当车辆行驶在不同路况下，比如凹凸不平的地面或者湿滑的路面时，车身会受到不同的加速度影响。
通过监测加速度传感器输出的信号，我们可以获得路面的状态信息。
这可以帮助车辆悬挂系统自动调整阻尼器和弹簧的刚度，以适应当前的路况，提高车辆的牵引力和操控性。
3. 载荷均衡在多轴悬挂系统中，不同车轮的载荷分布会影响车辆的平衡和稳定性。
加速度传感器的应用可以帮助车辆悬挂系统实时监测各个车轮的负载情况，并通过调整阻尼器和弹簧的刚度来实现载荷均衡。
这可以提高车辆的操控性和安全性，并减少对胎垫的磨损。
三、加速度传感器的发展趋势随着科技的不断进步，加速度传感器在车辆悬挂系统中的应用将会更加广泛和深入。
光纤光栅加速度传感器的研究进展
光纤光栅加速度传感器的研究进展作者：王玺来源：《科技资讯》 2015年第2期王玺（厦门大学光波技术研究所福建厦门 361005）摘要：基于光纤布拉格光栅（FBG）的加速度传感器近年来受到较大的关注，这种基于波长检测的传感器在诸多领域都有良好的应用前景。
该文重点对各种不同结构设计的光纤光栅加速度传感器的技术和特点做了分析，对光纤光栅加速度传感器的未来作了展望。
关键词：光纤布拉格光栅加速度传感器振动测量中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0098-01①作者简介：王玺：（1988，7—），男，福建福州人，硕士研究生，研究方向：光纤光栅传感技术。
对加速度的精确测量在工业生产、交通运输、安全监控等领域有着重要的意义，近年来光纤加速度传感器受到了越来越广泛的关注与研究。
其中基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）的加速度传感器因其光路更简单、波长调制不受光源强度波动影响、便于分布式测量等特性成为光纤加速度传感领域中最具发展前景的研究方向之一。
该文综合介绍了近年来光纤光栅加速度传感器的几种常见分类和最新研究成果，对该领域的发展前景做出了展望。
1 梁式结构悬臂梁以其结构简单、性能稳定、适合测量低频振动等特点成为光纤光栅传感器的经典弹性元件。
2009年Antunes等将光纤光栅作为等效弹簧连接在L形悬臂梁与弹簧钢板之间，制成的传感器谐振频率在45 Hz，与电子式传感器相比均方根误差仅为2.53×10-5G，适用于微小振动的测量。
2013年徐刚等设计了一种双FBG对称式的高频光纤光栅加速度传感器，并提出一种基于比值法的匹配FBG解调方法。
实验结果表明该传感器谐振频率为900 Hz，工作频段在0～500 Hz左右，灵敏度为88 mv/g，加速度测量范围大于8 g。
2014年Zhang Xiaolei等提出了一种新颖的双半孔梁结构的加速度传感器。
加速度传感器角度传感器的应用程序
加速度传感器角度传感器的应用程序随着科技的不断进步，传感器技术得到了广泛的应用。
其中，加速度传感器和角度传感器在许多领域中都发挥着重要的作用。
本文将探讨加速度传感器和角度传感器的应用程序，并介绍它们对现代社会的意义。
一、加速度传感器的应用程序加速度传感器（Accelerometer）是一种用于测量物体的加速度的传感器。
它可以通过检测物体的运动来实现对加速度的测量。
加速度传感器广泛应用于以下几个方面：1.智能手机和平板电脑在智能手机和平板电脑中，加速度传感器是实现自动旋转屏幕功能的关键部件。
当用户旋转设备时，加速度传感器可以检测到设备的方向变化，从而告知系统调整屏幕的显示方向。
此外，加速度传感器还可以用于智能手机的运动检测功能。
比如，许多运动追踪应用程序利用加速度传感器来监测用户的步数、跑步距离等运动数据。
2.汽车安全系统在汽车安全系统中，加速度传感器可以帮助判断车辆是否发生碰撞或突然停止。
当车辆发生碰撞时，传感器可以检测到车辆的急剧加速度变化，并触发安全气囊的展开，保护乘客免受撞击的伤害。
此外，加速度传感器还可以用于车辆的倾斜检测和悬挂系统的调节。
通过检测车辆的倾斜角度，传感器可以帮助悬挂系统自动调整，提供更好的悬挂效果和行驶稳定性。
3.运动设备加速度传感器在运动设备中的应用非常广泛。
比如，智能手表可以利用加速度传感器来监测用户的步数、运动距离和卡路里消耗等信息，帮助用户进行健康管理。
此外，加速度传感器还可以应用于虚拟现实（VR）设备中。
通过检测用户的头部运动，传感器可以实时更新虚拟现实环境的显示，提供更加沉浸式的使用体验。
二、角度传感器的应用程序角度传感器（Angle Sensor）是一种用于测量物体相对于参考轴的角度的传感器。
它可以通过检测物体的角位移来实现对角度的测量。
角度传感器广泛应用于以下几个方面：1.航空航天在航空航天领域，角度传感器被广泛应用于导航和导弹制导等方面。
比如，飞机的姿态控制需要准确测量飞机相对于地面的俯仰角、滚转角和偏航角等信息，以确保飞行安全。
基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术
基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术一、本文概述随着科技的不断进步和物联网技术的快速发展，人体姿态检测技术已成为智能设备、人机交互、康复医疗等多个领域的研究热点。
基于微机电系统（MEMS）加速度传感器的人体姿态检测技术，因其体积小、功耗低、集成度高等优势，受到广泛关注。
本文旨在探讨基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术的原理、发展现状、应用领域以及未来发展趋势，为相关研究和应用提供参考。
本文将对基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术的基本原理进行介绍，包括加速度传感器的工作原理、人体姿态的表示方法以及如何通过加速度数据解算人体姿态等。
接着，文章将综述目前国内外在该领域的研究现状，分析不同技术的优缺点，并探讨未来的发展方向。
本文还将重点关注基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术在各个领域的应用情况，如智能穿戴设备、虚拟现实增强现实、智能家居、运动分析、康复医疗等。
通过对这些应用案例的深入分析，展示该技术的实用价值和广阔前景。
本文将对基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术的未来发展进行展望，提出可能的研究方向和技术挑战，为相关领域的科研工作者和从业者提供有益的思路和参考。
二、加速度传感器的基本原理与特性加速度传感器，作为现代MEMS（微机电系统）技术的重要组成部分，广泛应用于各种领域，特别是在人体姿态检测技术中扮演着关键角色。
本节将深入探讨加速度传感器的工作原理及其在人体姿态检测中的特性。
加速度传感器基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度（Fma）。
当传感器受到加速度作用时，内部的质量块会受到相应的力，导致传感器内部的电容、电阻或压电材料发生变化。
这种变化通过传感器转换为电信号，从而测量加速度。
MEMS加速度传感器采用微机电系统技术，将微型机械结构、传感器、电路等集成在一个芯片上。
这些传感器体积小、成本低、功耗低，非常适合用于便携式设备，如智能手机、智能手表和健康监测设备。
灵敏度：传感器对加速度变化的响应能力。
加速度传感器在车辆安全中的应用
加速度传感器在车辆安全中的应用加速度传感器是一种用于测量物体在特定时间内的速度变化的装置。
它可以广泛应用于车辆安全领域，提供重要的数据和信息，帮助车辆制造商和驾驶员采取相应的措施来确保行车安全。
本文将探讨加速度传感器在车辆安全中的应用，以及其对车辆性能和驾驶体验的影响。
第一部分：加速度传感器的基本原理和功能加速度传感器是一种微机电系统（MEMS）传感器，通过测量物体在三个轴向上的加速度来确定物体的运动状态。
它通常由微电子元件、压电材料或光电材料组成，可以将物体的加速度转换为电信号输出。
加速度传感器在车辆安全中的应用主要包括以下几个方面：1. 车辆碰撞检测：加速度传感器在车辆碰撞检测系统中发挥着重要的作用。
当车辆遭受碰撞时，传感器可以感知到车辆的加速度变化，并通过发送信号触发安全气囊的部署，减少驾乘人员的伤害。
2. 车辆动态稳定性控制：在车辆行驶过程中，加速度传感器可以检测车辆的侧倾、横向加速度等参数，判断车辆的动态稳定性，并通过车辆动态稳定性控制系统进行相应的调整，提高车辆的操控性和安全性。
3. 防抱死制动系统（ABS）：加速度传感器被广泛应用于防抱死制动系统中，通过检测车轮的转速和车辆的加速度变化，实时监测车轮是否会因急刹车而抱死，从而控制刹车压力，使车轮保持既定的转速，提高制动效果和操控性。
4. 车辆倾翻检测：加速度传感器可以检测车辆的倾斜角度和侧倾速度，当车辆发生倾翻时，传感器会感知到异常的加速度变化，并触发相应的警报或安全措施，保护驾乘人员的安全。
第二部分：加速度传感器对车辆安全的影响加速度传感器在车辆安全中的应用对车辆性能和驾驶体验产生了积极的影响。
1. 提高驾驶安全性：通过及时检测车辆的加速度变化，加速度传感器可以帮助驾驶员识别潜在的危险，及时采取避免碰撞的措施。
例如，在车辆碰撞检测系统中，传感器可以感知到碰撞发生前的加速度变化，并在碰撞发生时触发安全气囊的部署，保护驾乘人员的安全。
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就 可测 出任 意倾斜 角 的大小 和方 向 。 利 用加速 度 传 感 器 测 量倾 斜 度 的 这 种 检 测 感 应 功 能， 加速度传感器可应用于倾 斜仪、 பைடு நூலகம்斜度侦测 电子罗 盘 、 旋转 、 图像 文本滚 动浏览／ 用户界 面 、Ｃ Ｌ Ｄ投影 和物 理
治疗法 等方 面。
电流式 、 谐振式等等。多数加速度传感器是根据压电效 应 的原 理来 工作 的 ， 当输 入加 速度时 ， 加速度通 过质 量块 形 成 的惯 性 力加在 压 电材 料 上 ， 电材 料 产生 的变形 和 压 由此产 生 的电荷与 加 速度 成 正 比， 出 电量 经 放 大后 就 输
稳定等特点 。而且 ， 由于微机械结构制作精确 、 重复 陛好 、 易 于集成化 、 适于大批量生产 ， 以具有很高 的性价 比。 所 ２ 几种 加速 度传 感器 的检测 感应功 能 加 速度传 感器 应 用 范 围广 泛 ， 般 来 讲 它有 六种 检 一 测 感应 功能 ： 斜 度 检测 、 动 检 测 、 位 检 测 、 动 检 倾 运 定 震
１ 加 速度传 感器 的研 究概况
加速 度传感 器是 一种 十分重要 的测量 加速力 的 电子
出幅度会有所 变化 ， 两种 状 态下 信 号输 出进 行 比较 计 对 算 可推算 出倾 斜角 的大小 ， 应用 双轴 、 三轴加 速度传 感器
活动检 测器 ， （ ～６ ） ｚ的设 备 频 率下 典 型 的加速 度 在 １ ４Ｈ 测量 范 围为 （ ． ０１～１）。加 速 度传 感 器 的种类 繁 多 ， ０ｇ 从 测试 原理上 可分 为压 电式 、 电容式 、 电感式 、 压阻式 、 隧道
《 计量与测试技 术》ｏ 年第 ３ ２∞ ７卷 第 １ ｏ期
加 速 度 传 感 器 的 检 测 应 用 研 究 进 展
Ｃ ｅｋｎ ｐ ｌ ａｉｎＲ ｓａｃ ｒｇ ｅｓｏ ｃｅｅｏ ｔ ｓ ｈ ｃ ｉｇＡ ｐｉ ｔ ｅｅ ｒｈＰ ｏ ｒｓ ｆＡ ｃｌ ｍｅ ｒ ｃ ｏ ｒ ｅ
刘 宇 鞠 文 斌 刘 羽 熙
运用 加 速 度 传 感 器 测 量 步 行 运 动 最 为 经 典 的 研 究 是 Ｆｅｄｏ ｒｅｓ ｎ等人 采用 Ａ ｔｒ ｈ单轴 加 速 度测 量 了三种 速 度 ｃｇ ｐ ｉａ
速 度传感 器来 检测 加 速度 矢 量 ， 目前 市 场上 有 越来 越 多
的产 品应 用 了双轴 以及三 轴加 速度传感 器 。如 美 国美 新
半 导体有 限 公 司 （ Ｅ Ｉ ） Ｍ ＭＳＣ 开发 出 了用 于 车 身控 制 的双
在进 行运 动检测 时 ， 需要考 虑几 个 因素 ： 如何 计算 它
究 比较广泛 ， 特别 是 医学 临床 辅 助诊 断 、 育 运 动训 练 、 体
最近 十几年 来 ， 用 微机 电 系统技 术 制 作 的加 速 度 采
人体运 动仿 真等方 面 已取 得大量研 究成 果 。而 国内相对
来说 研究较 少 。
传感器得到了迅速的发展。这种加速度传感器与传统加 工方法制造的加速度传感器相比具有体积小、 重量轻、 性能
电子 和工业 应 用 中实 现高精 确度 的测量 。
的位移， 值的范 围选择及使用量测轴。首先应确定位 ｇ 移： 计算位移要将加速度进行二重积分 ， 速度部分则需进 行一次积分。利用这种运动检测感应功能， 加速度传感 器 可应用 于运动控 制 、 步器 和基本 运动检 测等 。 计
国外应用 加速 度传感 器进 行人体运 动检 测方 面的 研
（ 中国电子科技集团公司第 四十九研究所 ， 黑龙江 哈尔滨 １００ ） ５０ １
摘 要： 加速度传感器在工业、 军事 、 航天和民用领域检测中有着广泛的应用。本文综述 了加速度传感器 的研究 概况 ， 总结 了其六 种检测感应 功能应
用进展 ， 并提 出发展趋势。 关键词： 加速度传感器 ； 检测应用 ； 研究进展
轴 加速度 传感 器 ， 产 品的特点是 没有机 械可动 部分 ， 该 而 且产 品供 货后 的故 障发生 率一直 控制 在 一位数 多 的 ｐｍ ｐ 值 。意法 半导 体公 司推 出了一 款全新数 字信号输 出三 轴 加速传 感器 ＬＳ３Ｈ 其 最 大 测 量值 达 到 ２ ， 当 于 Ｉ３１ Ｈ， ４ｇ相 Ｆ 赛 车在强 劲刹 车时产 生加 速度 的 ５倍左 右 ， １ 可在 消 费
定于物体的水平面上 ， 当物体姿态改变时， 加速度传感器 的敏感轴随之转动一定角度 ， 由于重力的作用 ， 传感器敏 感轴上的加速度会发生改变 ， 因此可通过测量加速度 的 变化来反 映物 体姿态 的变化 。
２ ２ 运 动检测 ．
成 熟 ， 大多 数加速 度传感 器 为一维型 （ 绝 单轴 ）而微惯 性 ， 系统 以及其 他～些 应用 场合常 常需要 双轴或 者三轴 的加
可检测 出加 速度大 小 。
飞思 卡 尔 半 导 体公 司 推 出的 Ｍ ７６Ｑ三轴 加 速 ＭＡ ２０ 度传感器 是用 于倾 角测 量 的典 型应 用 之 一 ， 以重 力 为 它 输入矢 量来决定 物体 在空间 的姿态 。把加 速度传 感器 固
从测 量维 数上 来 看 ， 维 的加 速度 传感 器 技术 比较 单
加速度传感器能获取人体运动时加速度的频率和幅
度 ， 安装 简便 、 积 小 ， 满 足人 体 运 动评 估 检 测 的 且其 体 能 要求 。Ｃｒｊ Ｃ．ｏｔ ａ ｎＶ． Ｂｕｅ ｈ ｎ等人采 用压 阻式 三轴 加速 度传
感器测 量人体 运动加 速度 与能量 消耗 的关 系 。此 三轴加
速度传 感器是 由 ３ 个单 维压 阻式加 速度传 感器 正交 地 安 装在一 个很轻 的立 方体 盒 中 组成 ， 由弹 性绷 带 系 与 人 并 体腰背 部 ， 现对人 体在坐 、 实 行走 等 日常活动 运动 中加 速 度 的测 量 ， 获得加 速度值 与人 体运 动能量 消耗 的关 系 。 并