三轴加速度传感器
三轴加速度原理
三轴加速度原理三轴加速度原理是指在三维空间中测量和计算物体的加速度。
三轴加速度原理是基于牛顿第二定律和三轴加速度传感器的工作原理。
三轴加速度传感器能够同时测量物体在x、y和z轴上的加速度，并将这些加速度信息转换成电信号输出。
三轴加速度原理的基本思想是利用三轴加速度传感器测量物体在三个不同方向上的加速度，从而得到物体的加速度矢量。
根据牛顿第二定律，物体的加速度等于物体所受的合外力除以物体的质量。
因此，通过测量物体的加速度，可以得到物体所受的合外力的大小和方向。
三轴加速度传感器通常采用微机电系统（MEMS）技术制造，其基本原理是利用微小的质量块和弹簧系统来测量加速度。
当物体受到加速度时，质量块会受到惯性力的作用而发生位移，这个位移可以通过压电效应或电容效应转换成电信号输出。
三轴加速度传感器通常由三个独立的单轴加速度传感器组成，每个单轴传感器可以测量物体在相应轴上的加速度。
通过三轴加速度传感器的组合使用，可以同时测量物体在x、y和z轴上的加速度，从而得到物体的三维加速度。
三轴加速度传感器的典型应用包括医疗设备、车辆导航、智能手机和游戏控制器等。
在医疗设备中，三轴加速度传感器可以用于监测患者的运动和姿势，从而提供给医生有关患者健康状况的信息。
在车辆导航中，三轴加速度传感器可以用于测量车辆的加速度和转弯角度，从而提供给导航系统有关车辆行驶状态的信息。
在智能手机和游戏控制器中，三轴加速度传感器可以用于检测用户的手势和动作，从而实现触摸屏幕、倾斜控制和动作感知等功能。
三轴加速度原理的研究和应用对于物体运动的测量和分析具有重要的意义。
通过利用三轴加速度传感器可以实现对物体加速度的准确测量和分析，从而可以研究物体的运动规律、判断物体的姿势和动作，并应用于各种领域的工程和科学研究中。
此外，三轴加速度传感器还可以与其他传感器（如陀螺仪和磁力计）结合使用，以实现对物体在三维空间中的运动状态的全面测量和分析。
总之，三轴加速度原理是利用三轴加速度传感器测量和计算物体的加速度的基本原理。
Analog Devices ADXL335 三轴加速度传感器说明书
Small, Low Power, 3-Axis ±3 gAccelerometerADXL335Rev. BInformation furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However , no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. T rademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, M A 02062-9106, U.S.A.Tel: 781.329.4700 Fax: 781.461.3113 ©2009–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.FEATURES3-axis sensingSmall, low profile package4 mm × 4 mm × 1.45 mm LFCSP Low power : 350 μA (typical)Single-supply operation: 1.8 V to 3.6 V 10,000 g shock survivalExcellent temperature stabilityBW adjustment with a single capacitor per axis RoHS/WEEE lead-free compliantAPPLICATIONSCost sensitive, low power, motion- and tilt-sensing applications Mobile devices Gaming systemsDisk drive protection Image stabilizationSports and health devicesGENERAL DESCRIPTIONThe ADXL335 is a small, thin, low power, complete 3-axis accel-erometer with signal conditioned voltage outputs. The product measures acceleration with a minimum full-scale range of ±3 g . It can measure the static acceleration of gravity in tilt-sensing applications, as well as dynamic acceleration resulting from motion, shock, or vibration.The user selects the bandwidth of the accelerometer using the C X , C Y , and C Z capacitors at the X OUT , Y OUT , and Z OUT pins. Bandwidths can be selected to suit the application, with a range of 0.5 Hz to 1600 Hz for the X and Y axes, and a range of 0.5 Hz to 550 Hz for the Z axis.The ADXL335 is available in a small, low profile, 4 mm ×4 mm × 1.45 mm, 16-lead, plastic lead frame chip scale package (LFCSP_LQ).FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAMC DCFigure 1.ADXL335Rev. B | Page 2 of 16TABLE OF CONTENTSFeatures .............................................................................................. 1 Applications ....................................................................................... 1 General Description ......................................................................... 1 Functional Block Diagram .............................................................. 1 Revision History ............................................................................... 2 Specifications ..................................................................................... 3 Absolute Maximum Ratings ............................................................ 4 ESD Caution .................................................................................. 4 Pin Configuration and Function Descriptions ............................. 5 Typical Performance Characteristics ............................................. 6 Theory of Operation ...................................................................... 10 Mechanical Sensor ...................................................................... 10 Performance ................................................................................ 10 Applications Information .............................................................. 11 Power Supply Decoupling ......................................................... 11 Setting the Bandwidth Using C X , C Y , and C Z .......................... 11 Self-Test ....................................................................................... 11 Design Trade-Offs for Selecting Filter Characteristics: The Noise/BW Trade-Off .................................................................. 11 Use with Operating V oltages Other Than 3 V ........................... 12 Axes of Acceleration Sensitivity ............................................... 12 Layout and Design Recommendations ................................... 13 Outline Dimensions ....................................................................... 14 Ordering Guide .. (14)REVISION HISTORY1/10—Rev. A to Rev. BChanges to Figure 21 (9)7/09—Rev. 0 to Rev. AChanges to Figure 22 ........................................................................ 9 Changes to Outline Dimensions (14)1/09—Revision 0: Initial VersionADXL335Rev. B | Page 3 of 16SPECIFICATIONST A = 25°C, V S = 3 V , C X = C Y = C Z = 0.1 μF, acceleration = 0 g , unless otherwise noted. All minimum and maximum specifications are guaranteed. Typical specifications are not guaranteed. Table 1.Parameter Conditions M in Typ M ax Unit SENSOR INPUT Each axisMeasurement Range ±3 ±3.6g Nonlinearity % of full scale ±0.3 % Package Alignment Error ±1 Degrees Interaxis Alignment Error ±0.1 DegreesCross-Axis Sensitivity 1±1 % SENSITIVITY (RATIOMETRIC)2 Each axis Sensitivity at X OUT , Y OUT , Z OUT V S = 3 V 270 300 330 mV/gSensitivity Change Due to Temperature 3V S = 3 V ±0.01 %/°C ZERO g BIAS LEVEL (RATIOMETRIC) 0 g Voltage at X OUT , Y OUT V S = 3 V 1.35 1.5 1.65 V 0 g Voltage at Z OUT V S = 3 V 1.2 1.5 1.8 V 0 g Offset vs. Temperature ±1 m g /°C NOISE PERFORMANCE Noise Density X OUT , Y OUT 150 μg /√Hz rms Noise Density Z OUT 300 μg /√Hz rms FREQUENCY RESPONSE 4 Bandwidth X OUT , Y OUT 5 No external filter 1600 Hz Bandwidth Z OUT 5 No external filter 550 Hz R FILT Tolerance 32 ± 15% kΩ Sensor Resonant Frequency 5.5 kHz SELF-TEST 6 Logic Input Low +0.6 V Logic Input High +2.4 V ST Actuation Current +60 μA Output Change at X OUT Self-Test 0 to Self-Test 1 −150 −325 −600 mV Output Change at Y OUT Self-Test 0 to Self-Test 1 +150 +325 +600 mV Output Change at Z OUT Self-Test 0 to Self-Test 1 +150 +550 +1000 mV OUTPUT AMPLIFIER Output Swing Low No load 0.1 V Output Swing High No load 2.8 V POWER SUPPLY Operating Voltage Range 1.8 3.6 V Supply Current V S = 3 V 350 μA Turn-On Time 7 No external filter 1 ms TEMPERATURE Operating Temperature Range −40 +85 °C1 Defined as coupling between any two axes. 2Sensitivity is essentially ratiometric to V S . 3Defined as the output change from ambient-to-maximum temperature or ambient-to-minimum temperature. 4Actual frequency response controlled by user-supplied external filter capacitors (C X , C Y , C Z ). 5Bandwidth with external capacitors = 1/(2 × π × 32 kΩ × C). For C X , C Y = 0.003 μF, bandwidth = 1.6 kHz. For C Z = 0.01 μF, bandwidth = 500 Hz. For C X , C Y , C Z = 10 μF, bandwidth = 0.5 Hz. 6Self-test response changes cubically with V S . 7Turn-on time is dependent on C X , C Y , C Z and is approximately 160 × C X or C Y or C Z + 1 ms, where C X , C Y , C Z are in microfarads (μF).ADXL335Rev. B | Page 4 of 16ABSOLUTE MAXIMUM RATINGSTable 2.Parameter Rating Acceleration (Any Axis, Unpowered) 10,000 g Acceleration (Any Axis, Powered) 10,000 g V S −0.3 V to +3.6 V All Other Pins (COM − 0.3 V) to (V S + 0.3 V)Output Short-Circuit Duration(Any Pin to Common)Indefinite Temperature Range (Powered) −55°C to +125°C Temperature Range (Storage) −65°C to +150°CStresses above those listed under Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only; functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operationalsection of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.ESD CAUTIONADXL335Rev. B | Page 5 of 16PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS07808-003NOTES1. EXPOSED PAD IS NOT INTERNALLYCONNECTED BUT SHOULD BE SOLDERED FOR MECHANICAL INTEGRITY.NC = NO CONNECTNCST COM NCX OUT NC Y OUT NCC O MC O MC O MZ O U TN CV SV SN CFigure 2. Pin ConfigurationTable 3. Pin Function DescriptionsPin No. MnemonicDescription1 NC No Connect.12 ST Self-Test.3 C O M Common.4 NC No Connect.15 C O M Common.6 C O M Common.7 C O M Common.8 Z OUTZ Channel Output.9 NC No Connect.110 Y OUTY Channel Output.11 NC No Connect. 112 X OUTX Channel Output.13 NC No Connect. 114 V S Supply Voltage (1.8 V to 3.6 V). 15 V SSupply Voltage (1.8 V to 3.6 V).16 NC No Connect. 1EP Exposed PadNot internally connected. Solder for mechanical integrity.1NC pins are not internally connected and can be tied to COM pins, unless otherwise noted.ADXL335Rev. B | Page 6 of 16TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICSN > 1000 for all typical performance plots, unless otherwise noted.500102030401.42 1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58% O F P O P U L A T I O NOUTPUT (V)07808-005Figure 3. X-Axis Zero g Bias at 25°C, V S = 3 V500102030401.42 1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58% O F P O P U L A T I O NOUTPUT (V)07808-006Figure 4. Y-Axis Zero g Bias at 25°C, V S = 3 V1.42 1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58% O F P O P U L A T I O NOUTPUT (V)07808-0070510152025Figure 5. Z-Axis Zero g Bias at 25°C, V S = 3 V % O F P O P U L A T I O NVOLTS (V)07808-00810203040–0.40–0.38–0.36–0.34–0.32–0.30–0.28–0.26Figure 6. X-Axis Self-Test Response at 25°C, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NVOLTS (V)07808-00910203050400.260.280.300.320.340.360.380.40Figure 7. Y-Axis Self-Test Response at 25°C, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NVOLTS (V)07808-010102030400.480.500.520.540.560.580.600.62Figure 8. Z-Axis Self-Test Response at 25°C, V S = 3 VADXL335Rev. B | Page 7 of 16% O F P O P U L A T I O NTEMPERATURE COEFFICIENT (m g/°C)51015202530–3.0–2.5–2.0–1.5–1.0–0.500.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.007808-011Figure 9. X-Axis Zero g Bias Temperature Coefficient, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NTEMPERATURE COEFFICIENT (m g /°C)10204030–3.0–2.5–2.0–1.5–1.0–0.500.5 1.0 1.5 2.0 2.53.007808-012Figure 10. Y-Axis Zero g Bias Temperature Coefficient, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NTEMPERATURE COEFFICIENT (m g/°C)510152007808-013Figure 11. Z-Axis Zero g Bias Temperature Coefficient, V S = 3 V1.451.461.471.481.491.501.511.521.531.541.55TEMPERATURE (°C)O U T P U T (V )07808-014Figure 12. X-Axis Zero g Bias vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCB1.451.461.471.481.491.501.511.521.531.541.55–40–30–20–100102030405060708090100TEMPERATURE (°C)O U T P U T (V )07808-015Figure 13. Y-Axis Zero g Bias vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCB1.301.321.341.361.381.401.421.441.461.481.50–40–30–20–100102030405060708090100TEMPERATURE (°C)O U T P U T (V )07808-016Figure 14. Z-Axis Zero g Bias vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCBADXL335Rev. B | Page 8 of 16% O F P O P U L A T I O NSENSITIVITY (V/g )51015200.2850.2880.2910.2940.2970.3000.3030.3060.3090.3120.31507808-017Figure 15. X-Axis Sensitivity at 25°C, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NSENSITIVITY (V/g )051015200.2850.2880.2910.2940.2970.3000.3030.3060.3090.3120.3152507808-018Figure 16. Y-Axis Sensitivity at 25°C, V S = 3 V% O F P O P U L A T I O NSENSITIVITY (V/g )51015202507808-019Figure 17. Z-Axis Sensitivity at 25°C, V S= 3 V0.2800.2850.2900.2950.3000.3050.3100.3150.320TEMPERATURE (°C)S E N S I T I V I T Y (V /g )07808-020Figure 18. X-Axis Sensitivity vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCB, V S= 3 V0.2800.2850.2900.2950.3000.3050.3100.3150.320–40–30–20–100102030405060708090100TEMPERATURE (°C)S E N S I T I V I T Y (V /g )07808-021Figure 19. Y-Axis Sensitivity vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCB, V S= 3 V0.2800.2850.2900.2950.3000.3050.3100.3150.320–40–30–20–100102030405060708090100TEMPERATURE (°C)S E N S I T I V I T Y (V /g )07808-022Figure 20. Z-Axis Sensitivity vs. Temperature—Eight Parts Soldered to PCB, V S = 3 VADXL335Rev. B | Page 9 of 16SUPPLY (V)C U R R E N T (µA )0100501502002503003501.52.0 2.53.0 3.54.007808-023Figure 21. Typical Current Consumption vs. Supply VoltageTIME (1ms/DIV)07808-024Figure 22. Typical Turn-On Time, V S = 3 VADXL335Rev. B | Page 10 of 16THEORY OF OPERATIONThe ADXL335 is a complete 3-axis acceleration measurement system. The ADXL335 has a measurement range of ±3 g mini-mum. It contains a polysilicon surface-micromachined sensor and signal conditioning circuitry to implement an open-loop acceleration measurement architecture. The output signals are analog voltages that are proportional to acceleration. The accelerometer can measure the static acceleration of gravity in tilt-sensing applications as well as dynamic acceleration resulting from motion, shock, or vibration.The sensor is a polysilicon surface-micromachined structure built on top of a silicon wafer. Polysilicon springs suspend the structure over the surface of the wafer and provide a resistance against acceleration forces. Deflection of the structure is meas-ured using a differential capacitor that consists of independent fixed plates and plates attached to the moving mass. The fixed plates are driven by 180° out-of-phase square waves. Acceleration deflects the moving mass and unbalances the differential capacitor resulting in a sensor output whose amplitude is proportional to acceleration. Phase-sensitive demodulation techniques are then used to determine the magnitude and direction of the acceleration. The demodulator output is amplified and brought off-chip through a 32 kΩ resistor. The user then sets the signalbandwidth of the device by adding a capacitor. This filtering improves measurement resolution and helps prevent aliasing.MECHANICAL SENSORThe ADXL335 uses a single structure for sensing the X, Y, and Z axes. As a result, the three axes’ sense directions are highly orthogonal and have little cross-axis sensitivity. Mechanical misalignment of the sensor die to the package is the chief source of cross-axis sensitivity. Mechanical misalignment can, of course, be calibrated out at the system level.PERFORMANCERather than using additional temperature compensation circui-try, innovative design techniques ensure that high performance is built in to the ADXL335. As a result, there is no quantization error or nonmonotonic behavior, and temperature hysteresis is very low (typically less than 3 m g over the −25°C to +70°C temperature range).ADXL335 APPLICATIONS INFORMATIONPOWER SUPPLY DECOUPLINGFor most applications, a single 0.1 μF capacitor, C DC, placedclose to the ADXL335 supply pins adequately decouples the accelerometer from noise on the power supply. However, in applications where noise is present at the 50 kHz internal clock frequency (or any harmonic thereof), additional care in power supply bypassing is required because this noise can cause errorsin acceleration measurement.If additional decoupling is needed, a 100 Ω (or smaller) resistoror ferrite bead can be inserted in the supply line. Additionally, a larger bulk bypass capacitor (1 μF or greater) can be added in parallel to C DC. Ensure that the connection from the ADXL335 ground to the power supply ground is low impedance becausenoise transmitted through ground has a similar effect to noise transmitted through V S.SETTING THE BANDWIDTH USING C X, C Y, AND C ZThe ADXL335 has provisions for band limiting the X OUT, Y OUT,and Z OUT pins. Capacitors must be added at these pins to imple-ment low-pass filtering for antialiasing and noise reduction. The equation for the 3 dB bandwidth isF−3 dB = 1/(2π(32 kΩ) × C(X, Y, Z))or more simplyF–3 dB = 5 μF/C(X, Y, Z)The tolerance of the internal resistor (R FILT) typically varies asmuch as ±15% of its nominal value (32 kΩ), and the bandwidth varies accordingly. A minimum capacitance of 0.0047 μF for C X,C Y, and C Z is recommended in all cases.Table 4. Filter Capacitor Selection, C X, C Y, and C ZBandwidth (Hz) Capacitor (μF)1 4.7 10 0.47 50 0.10 100 0.05 200 0.027 500 0.01SELF-TESTThe ST pin controls the self-test feature. When this pin is set toV S, an electrostatic force is exerted on the accelerometer beam.The resulting movement of the beam allows the user to test ifthe accelerometer is functional. The typical change in outputis −1.08 g (corresponding to −325 mV) in the X-axis, +1.08 g(or +325 mV) on the Y-axis, and +1.83 g (or +550 mV) on theZ-axis. This ST pin can be left open-circuit or connected tocommon (COM) in normal use. Never expose the ST pin to voltages greater than V S + 0.3 V.If this cannot be guaranteed due to the system design (for instance, if there are multiple supply voltages), then a lowV F clamping diode between ST and V S is recommended. DESIGN TRADE-OFFS FOR SELECTING FILTER CHARACTERISTICS: THE NOISE/BW TRADE-OFF The selected accelerometer bandwidth ultimately determines the measurement resolution (smallest detectable acceleration). Filtering can be used to lower the noise floor to improve the resolution of the accelerometer. Resolution is dependent on the analog filter bandwidth at X OUT, Y OUT, and Z OUT.The output of the ADXL335 has a typical bandwidth of greater than 500 Hz. The user must filter the signal at this point to limit aliasing errors. The analog bandwidth must be no more than half the analog-to-digital sampling frequency to minimize aliasing. The analog bandwidth can be further decreased to reduce noise and improve resolution.The ADXL335 noise has the characteristics of white Gaussian noise, which contributes equally at all frequencies and is described in terms of μg/√Hz (the noise is proportional to the square root of the accelerometer bandwidth). The user should limit bandwidth to the lowest frequency needed by the applica-tion to maximize the resolution and dynamic range of the accelerometer.With the single-pole, roll-off characteristic, the typical noise of the ADXL335 is determined by)1.6(××=BWDensityNoiseNoisermsIt is often useful to know the peak value of the noise. Peak-to-peak noise can only be estimated by statistical methods. Table 5 is useful for estimating the probabilities of exceeding various peak values, given the rms value.Table 5. Estimation of Peak-to-Peak NoisePeak-to-Peak Value% of Time That Noise ExceedsNominal Peak-to-Peak Value2 × rms 324 × rms 4.66 × rms 0.278 × rms 0.006ADXL335USE WITH OPERATING VOLTAGES OTHER THAN 3 VThe ADXL335 is tested and specified at V S = 3 V; however, it can be powered with V S as low as 1.8 V or as high as 3.6 V . Note that some performance parameters change as the supply voltage is varied.The ADXL335 output is ratiometric, therefore, the output sensitivity (or scale factor) varies proportionally to the supply voltage. At V S = 3.6 V , the output sensitivity is typi- cally 360 mV/g . At V S = 2 V , the output sensitivity is typically 195 mV/g .The zero g bias output is also ratiometric, thus the zero g output is nominally equal to V S /2 at all supply voltages. The output noise is not ratiometric but is absolute in volts; therefore, the noise density decreases as the supply voltage increases. This is because the scale factor (mV/g ) increases while the noise voltage remains constant. At V S = 3.6 V , the X-axis and Y-axis noise density is typically 120 μg /√Hz, whereas at V S = 2 V , the X-axis and Y-axis noise density is typically 270 μg /√Hz.Self-test response in g is roughly proportional to the square of the supply voltage. However, when ratiometricity of sensitivity is factored in with supply voltage, the self-test response in volts is roughly proportional to the cube of the supply voltage. For example, at V S = 3.6 V , the self-test response for the ADXL335 is approximately −560 mV for the X-axis, +560 mV for the Y-axis, and +950 mV for the Z-axis.At V S = 2 V , the self-test response is approximately −96 mV for the X-axis, +96 mV for the Y-axis, and −163 mV for the Z-axis. The supply current decreases as the supply voltage decreases. Typical current consumption at V S = 3.6 V is 375 μA, and typi-cal current consumption at V S = 2 V is 200 μA.AXES OF ACCELERATION SENSITIVITYA X07808-025Figure 23. Axes of Acceleration Sensitivity; Corresponding Output VoltageIncreases When Accelerated Along the Sensitive Axis.X OUT = –1g Y OUT = 0g Z= 0gGRAVITYX OUT = 0g Y OUT = 1g Z OUT = 0gX OUT = 0g Y OUT = –1g Z OUT = 0gX OUT = 1g YOUT = 0gZ OUT = 0gX OUT = 0g Y OUT = 0g Z OUT = 1g X OUT = 0g Y OUT = 0g Z OUT = –1g07808-026Figure 24. Output Response vs. Orientation to GravityADXL335LAYOUT AND DESIGN RECOMMENDATIONSThe recommended soldering profile is shown in Figure 25 followed by a description of the profile features in Table 6. The recommended PCB layout or solder land drawing is shown in Figure 26.07808-002T E M P E R A T U R ETIMETFigure 25. Recommended Soldering ProfileTable 6. Recommended Soldering ProfileProfile Feature Sn63/Pb37 Pb-Free Average Ramp Rate (T L to T P ) 3°C/sec max 3°C/sec maxPreheat Minimum Temperature (T SMIN ) 100°C 150°C Maximum Temperature (T SMAX ) 150°C 200°C Time (T SMIN to T SMAX )(t S ) 60 sec to 120 sec 60 sec to 180 sec T SMAX to T L Ramp-Up Rate 3°C/sec max 3°C/sec max Time Maintained Above Liquidous (T L ) Liquidous Temperature (T L ) 183°C 217°C Time (t L ) 60 sec to 150 sec 60 sec to 150 sec Peak Temperature (T P ) 240°C + 0°C/−5°C 260°C + 0°C/−5°C Time Within 5°C of Actual Peak Temperature (t P ) 10 sec to 30 sec 20 sec to 40 sec Ramp-Down Rate 6°C/sec max 6°C/sec max Time 25°C to Peak Temperature 6 minutes max 8 minutes max0.35DIMENSIONS SHOWN IN MILLIMETERS07808Figure 26. Recommended PCB LayoutADXL335OUTLINE DIMENSIONS051909-A1.500.08PIN COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD.FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD,REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONSSECTION OF THIS DATA SHEET.Figure 27. 16-Lead Lead Frame Chip Scale Package [LFCSP_LQ]4 mm × 4 mm Body, 1.45 mm Thick Quad(CP-16-14)Dimensions shown in millimetersORDERING GUIDEModel 1 M easurement Range Specified Voltage Temperature Range Package Description Package OptionADXL335BCPZ ±3 g 3 V −40°C to +85°C 16-Lead LFCSP_LQ CP-16-14 ADXL335BCPZ–RL ±3 g 3 V −40°C to +85°C 16-Lead LFCSP_LQ CP-16-14 ADXL335BCPZ–RL7 ±3 g 3 V −40°C to +85°C 16-Lead LFCSP_LQ CP-16-14 EVAL-ADXL335ZEvaluation Board1Z = RoHS Compliant Part.ADXL335 NOTESADXL335NOTESAnalog Devices offers specific products designated for automotive applications; please consult your local Analog Devices sales representative for details. Standard products sold by Analog Devices are not designed, intended, or approved for use in life support, implantable medical devices, transportation, nuclear, safety, or other equipment where malfunction of the product can reasonably be expected to result in personal injury, death, severe property damage, or severe environmental harm. Buyer uses or sells standard products for use in the above critical applications at Buyer's own risk and Buyer agrees to defend, indemnify, and hold harmless Analog Devices from any and all damages, claims, suits, or expenses resulting from such unintended use.©2009–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks andregistered trademarks are the property of their respective owners.D07808-0-1/10(B)。
杭州士兰微电子股份有限公司 SC7A20 三轴微机械数字加速度传感器说明书
±2G/±4G/±8G/±16G三轴微机械数字加速度计描述SC7A20是一款高精度12bit数字三轴加速度传感器芯片，内置功能更丰富，功耗更低，体积更小，测量更精确。
芯片通过I²C/SPI接口与MCU通信，加速度测量数据以中断方式或查询方式获取。
INT1和INT2中断管脚提供多种内部自动检测的中断信号，适应多种运动检测场合，中断源包括6D/4D方向检测中断信号、自由落体检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和双击检测中断信号。
芯片内置高精度校准模块，对传感器的失调误差和增益误差进行精确补偿。
±2G、±4G、±8G和±16G四种可调整的全量程测量范围，灵活测量外部加速度，输出数据率1HZ和400HZ间可选。
芯片内置自测试功能允许客户系统测试时检测系统功能，省去复杂的转台测试。
芯片内置产品倾斜校准功能，对贴片和板卡安装导致的倾斜进行补偿，不占系统资源，系统文件升级不影响传感器参数。
主要特点宽电压范围1.71V-3.6V1.8V兼容数字IO口低功耗模式下电源电流低至2µA±2G/±4G/±8G/±16G动态全量程范围 12bit有效数据(HR)I²C/SPI数字输出接口6D/4D方向检测自由落体检测单击双击检测及运动检测可编程中断生成电路内嵌自测试功能内嵌FIFO10000g高G抗击能力应用手机平板室内导航图像旋转运动激活用户接口游戏产品规格分类产品名称 封装形式 打印名称 材料 包装形式 SC7A20TR LGA-12-2x2x1.0 SC7A20 无铅编带内部框图XY ZC-to-V Converter Gain数符号测试条件最小值V CC电路不损坏-0.3 3.6V P电路不损坏V in电路不损坏T OPR电路不损坏T STG电路不损坏(VDD=2.5V, T测试条件123FS=0 (HR mode)FS=1 (HR mode)FS=2 (HR mode)FS=3 (HR mode)参 数符 号测试条件最小值 典型值 最大值 单位 零漂 Ty Off0 FS =0 --±40--mg温漂TC Off 与25°C 的最大偏差 -- ±0.5 -- mg/°C 自测输出V st1FS=0， X 轴 -- 276 -- LSb V st2 FS=0， Y 轴 -- 276 -- LSb V st3FS=0， Z 轴-- 984 -- LSb 系统带宽 BW -- ODR/2 -- HZ 工作温度T OPR-40--+85°C注意：电路2.5V 出厂校准。
三轴加速度传感器使用说明
三轴加速度传感器模块使用说明概述H48C三轴加速度传感器能测量在三个轴（X、Y、Z）方向上的±3g的加速度值，模块板载一个自动负载调节器，为H48C提供3.3V的电源，H48C输出的模拟信号（电压）由模块上的MCP3204（四通道，12-bit）读取并转换为数字信号输出。
特点●测量范围±3g（每个轴）●使用MEMS (微型机电系统) 技术，实现自动补偿●板载自动负载调节器，和高解析度的ADC●体积小巧：0.7" x 0.8" (17.8 mm x 20.3 mm)●工作温度范围广-25° to 75° C基本连线图H48C连接到C51上只需要直接选择任意三个脚连接连接即可，如图1图 1* 与单片机连接的引脚可以任意选择工作原理通过MEMS技术，和内置的补偿H48C加速度传感器通过MCP3204模数转换器实现同步输出，要获取指定轴加速度的值，实际上是读取指定轴的电压在通过下面的公式计算出加速度的值，公式如下：G = ((axis – vRef) / 4095) x (3.3 / 0.3663)在这个公式中axis和vRef表示通过AD转化得到的计数值，4095是一个12-bitADC的最大计数输出，3.3是H48C提供给内部的电压，0.3663是加速度1g的时候H48C输出的电压。
我们可以把公式简化成如下表达式。
G = (axis – vRef) x 0.0022引脚的定义以及说明（1）CLK 同步时钟输入（2）DIO 双向数据/从主机通信（3）Vss 电源地（0V）（4）Zero-G “自由落体”输出，高电平有效（5）CS\ 片选信号，低电平有效（6）Vdd 电源+5v标号说明最小典型最大单位V DD工作电压 4.5 5.0 5.5 V V SS地连接0 VI DD工作电流7 10 MaV IH高电压输入0.7 V DD V V IL低电压输入0.3 V DD V V OH高电压输出 4.1 V V OL低电压输出0.4 V采样率200 Sps ADC（MCP3204）分辨率12 Bit测量范围-3 +3 g敏感度366.3 mV/g精度10 %非线性度-2 +2 %工作温度范围-25 75 ℃Zero-G输出高电平 3.2 3.3 VZero-G输出延时 1 ms 确定H48C的X、Y、Z 轴如下图关于MCP3204Microchip 的MCP3204/3208 器件是具有片上采样和保持电路的12 位逐次逼近型模数（Analog-to-Digital，D）转换器。
三轴加速度传感器工作原理
三轴加速度传感器工作原理
1.介绍三轴加速度传感器
三轴加速度传感器是一种测量物体三个方向上加速度的传感器。
其工作原理基于牛顿第二定律，即物体的加速度与物体所受合力成正比，与物体质量成反比。
三轴加速度传感器可用于许多应用中，如智能手机、嵌入式系统和运动跟踪器。
2.传感器的构成
三轴加速度传感器通常由微电机系统（MEMS）制造。
传感器由一个质量极小的振动器和一对电容器组成，一般安装于一个小型IC芯片上。
当传感器受到加速度时，悬挂在振动器上的质点会偏离平衡位置。
偏离的质量会导致电容器之间的电容值发生变化，因此通过测量电容值的变化，就可以计算出物体受到的加速度。
3.工作原理
三轴加速度传感器具有三个方向的感应器，即X、Y、Z轴。
当物体受到加速度时，每个感应器所测量的电容变化量与物体的加速度成正比。
例如，当一个运动员跑步时，他会向前加速，导致X轴感应器的电容值增加。
同样，当一个物体在平面上偏离位置，Y和Z轴感应器的电容值将发生变化。
4.应用场景
三轴加速度传感器广泛应用于各种应用场景中。
在智能手机中，它们可用于自动旋转屏幕和检测手机的手持位置。
此外，在运动跟踪器中，这些传感器可以检测人们在运动时的活动量和步数。
在车辆上，它们可以用于检测车辆受到的横向和纵向加速度，以及车辆的倾斜角度。
5.结论
三轴加速度传感器是一种测量加速度的重要工具，它们可广泛应用于各种领域。
通过更好地理解其工作原理和应用，我们可以更好地利用这些传感器的优势，使人们的日常生活和工作更加舒适和高效。
三轴传感器原理
三轴传感器原理
三轴传感器利用精密的加速度计技术，能够测量物体在三个不同方向上的加速度。
它由三个互相垂直的加速度计组成，分别测量物体在x，y和z方向上的加速度。
加速度计是一种基于微机电系统（MEMS）技术的装置，它由微小的硅片和振动质量组成。
当物体在某个方向上加速时，振动质量会受到力的作用而移动，导致电荷的变化。
这个电荷变化被转化为电压信号，通过放大和电路处理后，变成数字信号。
三轴传感器将三个加速度计的输出信号进行整合，从而得到物体在不同方向上的加速度数据。
通过测量这些加速度数据，我们可以获取物体的运动状态和姿态。
例如，在移动设备中，三轴传感器可以用来检测设备的倾斜、旋转和震动，从而实现自动旋转屏幕、晃动控制等功能。
此外，三轴传感器还可与其他传感器如陀螺仪和磁力计结合使用，进一步提高姿态测量的准确性。
陀螺仪可测量物体的角速度，磁力计可测量地球的磁场方向，这些信息可以与加速度计的数据结合，提供更精确的姿态测量结果。
总之，三轴传感器利用加速度计技术，能够测量物体在不同方向上的加速度，从而实现姿态测量和运动跟踪等功能。
它在移动设备、虚拟现实、智能穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。
三轴加速度传感器工作原理
三轴加速度传感器工作原理三轴加速度传感器是测量物体在三个空间轴上的加速度的装置。
它们通常由微机电系统（Microelectromechanical Systems, MEMS）技术制造，具有小体积、低功耗和高精度的特点。
三轴加速度传感器能够广泛应用于物体定位、动作检测和姿态测量等领域。
一个典型的三轴加速度传感器通常由三个独立的加速度传感器构成，分别对应于物体的X、Y和Z轴。
这些传感器通常是微机电系统中的压电式传感器或微机械式传感器。
压电式传感器通过压电效应来测量加速度。
当物体在一些方向上受到外力作用时，会导致传感器内的压电材料产生压电效应，从而在传感器的表面产生电荷。
这个电荷的大小与物体受到的外力的大小成正比，从而可以得到物体在该方向上的加速度。
微机械式传感器则通过物体的惯性来测量加速度。
这些传感器通常由质量块和支撑结构组成。
当物体在一些方向上受到外力作用时，质量块惯性地保持其原来的运动状态，而支撑结构则产生变形。
通过测量这种变形，可以计算出物体在该方向上的加速度。
为了得到物体在三个空间轴上的加速度，三个传感器通常被组合在一起，形成一个三轴加速度传感器。
为了减少误差和干扰，传感器通常还配备了陀螺仪和磁力计等其他传感器。
陀螺仪可以测量物体的角速度，从而提供更准确的姿态测量。
磁力计可以测量磁场的方向，从而提供具备方向信息的定位。
三轴加速度传感器在实际应用中非常广泛。
例如，它们被广泛应用于智能手机和游戏手柄中，用于检测用户的手势和动作。
它们也被用于车辆的动态稳定控制和无人机的姿态控制等领域。
此外，三轴加速度传感器还可以与其他传感器结合使用，实现更多功能，如距离测量和姿态捕捉等。
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。
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器原理三轴加速度传感器是一种能够测量物体在三个方向上加速度的传感器。
它通常由微机电系统（MEMS）加速度传感器和信号处理电路组成，可以广泛应用于智能手机、平板电脑、运动追踪器、汽车安全系统等领域。
本文将介绍三轴加速度传感器的原理和工作方式。
三轴加速度传感器是基于牛顿第二定律的原理工作的。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
因此，通过测量物体所受的力，可以计算出物体的加速度。
三轴加速度传感器利用微机电系统的微小结构，在受到外部加速度作用时，微结构会产生微小的位移或应变，通过这种微小的变化，可以测量出物体在三个方向上的加速度。
三轴加速度传感器通常采用微机电系统（MEMS）技术制造。
MEMS技术是一种将微型机械结构、微型传感器、微型执行器和微型电子器件集成在一起的技术，可以实现微小尺寸、低功耗、高灵敏度的传感器。
在三轴加速度传感器中，微机电系统的微型结构会随着外部加速度的变化而发生微小的位移或应变，这种微小的变化会被传感器捕获并转换成电信号，再经过信号处理电路进行处理和放大，最终输出测量结果。
三轴加速度传感器可以测量物体在X、Y、Z三个方向上的加速度。
在静止状态下，传感器会受到重力的作用，产生一个固定的重力加速度。
当物体发生加速度运动时，重力加速度会与物体的运动加速度叠加，通过对叠加后的加速度进行分解和处理，就可以得到物体在三个方向上的加速度。
三轴加速度传感器在实际应用中具有广泛的用途。
在智能手机和平板电脑中，三轴加速度传感器可以用于屏幕旋转、姿态识别、摇晃操作等功能；在运动追踪器中，可以用于计步、睡眠监测、运动轨迹记录等功能；在汽车安全系统中，可以用于碰撞检测、车辆稳定控制等功能。
通过测量物体在三个方向上的加速度，三轴加速度传感器可以实现对物体运动状态的精确监测和控制。
总之，三轴加速度传感器是一种能够测量物体在三个方向上加速度的传感器，它利用微机电系统的微小结构和信号处理电路，可以实现对物体运动状态的精确监测和控制。
三轴加速度传感器应用详解
三轴加速度传感器应用详解加速度传感器有两种：一种是角加速度传感器，是由陀螺仪改进过来的。
另一种就是线加速度传感器。
它也可以按测量轴分为单轴、双轴和三轴加速度传感器。
现在，加速度传感器广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、汽车制动启动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振动测试与分析以及安全保卫振动侦察等多种领域。
下面就举例几种应用场景，更好的认识加速度传感器。
三轴加速度传感器的应用1、车身安全、控制及导航系统中的应用加速度传感器已被广泛应用于汽车电子领域，主要集中在车身操控、安全系统和导航，典型的应用如汽车安全气囊（Airbag）、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序（ESP）、电控悬挂系统等。
目前车身安全越来越得到人们的重视，汽车中安全气囊的数量越来越多，相应对传感器的要求也越来越严格。
整个气囊控制系统包括车身外的冲击传感器（Satellite Sensor）、安置于车门、车顶，和前后座等位置的加速度传感器（G-Sensor）、电子控制器，以及安全气囊等。
电子控制器通常为16位或32位MCU，当车身受到撞击时，冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子控制器。
随后电子控制器会立即根据碰撞的强度、乘客数量及座椅/安全带的位置等参数，配合分布在整个车厢的传感器传回的数据进行计算和做出相应评估，并在最短的时间内通过电爆驱动器（Squib Driver）启动安全气囊保证乘客的生命安全。
通常仅靠ABS和牵引控制系统无法满足车辆在弯曲路段上的行车安全要求。
该场合下电子稳定性控制系统（ESC）就能够通过修正驾驶员操作中的转向不足或过度转向，来控制车辆使其不偏离道路。
该系统通过使用一个陀螺仪来测量车辆的偏航角，同时用一个低重力加速度传感器来测量横向加速度。
将所得测量数据与通过行驶速度和车轮倾斜角两项数据计算得到的结果进行比对，从而调整车辆转向以防止发生侧滑。
除了车身安全系统这类重要应用以外，目前加速度传感器在导航系统中的也在扮演重要角色。
一种三轴加速度传感器的校准方法
一种三轴加速度传感器的校准方法我折腾了好久一种三轴加速度传感器的校准方法，总算找到点门道。
说实话，一开始我真是瞎摸索，啥也不懂就一头扎进去了。
我最先想到的是按照传感器手册上最基本的步骤来做。
它说要先把传感器放在一个水平静止的平面上，我就找了我家最平的桌子，以为这样就行了。
结果呢，测出来的数据总是不太对。
我当时就懵了，完全不知道哪里出了问题。
后来我才意识到，我家桌子虽然看着平，但可能在微观层面根本就不绝对平。
接着我又试了在不同的放置角度下进行校准。
我就跟个摆弄小玩具的小孩似的，把传感器翻来覆去各种放，30度角、60度角等等。
可得到的数据乱成一团麻。
我这才明白，毫无规律的乱试是不行的，还是要有一个系统的方法。
然后我仔细研究了一下三轴加速度传感器的原理。
我感觉它就像一个小眼睛，在三个方向上去敏锐地感知加速度。
那校准的话，是不是就像给这个小眼睛戴上合适的眼镜呢？这么一想，我就又有了新的尝试方向。
我想，如果有一个更精准的参照平台就好了。
于是我找了一块从实验室拿来的校准板，这个校准板是专门用来校准一些精密仪器的，精确度很高。
我把传感器小心翼翼地放在上面之后，按照手册上的标准流程重新做了一次校准。
并且我在每一步都记录下了详细的数据。
这个过程就像走钢丝一样，每个环节都得特别小心。
我还学到了一点，就是校准的时候环境要尽可能安静而且温度要相对稳定。
有一次我在一个开着空调且旁边有人走来走去的地方校准，得到的数据就偏差很大。
因为我觉得周围的空气震动就像是小怪兽一样，干扰了传感器这个小卫士的正常工作。
其实我也还不是完全确定自己这个校准方法就是完美无缺的，但目前这么做得到的数据确实稳定多了。
我大概总结一下哈，首先要有一个精准的基准平台，像我用的那个校准板就很好；然后严格按照标准流程细心地操作，还得注意环境因素，别让那些干扰因素捣乱。
当然了，如果能多做几次校准，然后取一个平均值，我感觉会更加准确可靠一些。
这就是我目前折腾这个三轴加速度传感器校准方法的一些收获啦。
三轴加速度传感器使用说明
三轴加速度传感器使用说明
三轴加速度传感器是一种常用的传感器，可以检测物体在三个方向的加速度变化，广
泛应用于航空、航天、汽车、医疗等领域。
下面是三轴加速度传感器的使用说明。
1.传感器安装
三轴加速度传感器应安装在所测物体上，通常采用固定装置固定在物体表面上。
传感
器应尽量避免受到较大的冲击和振动，以免造成误差。
安装前应先检查传感器是否完好、
灵敏度是否正确，定期检查和校准传感器。
2.传感器读数范围和分辨率
传感器的读数范围指传感器可以测量的最大和最小加速度，超出读数范围将会导致读
数异常。
分辨率指传感器可以测量的最小加速度变化，决定了传感器精度的高低。
要根据
需要选择合适的传感器，以确保读数范围和分辨率满足测量要求。
3.传感器输出信号类型
三轴加速度传感器通常有模拟输出和数字输出两种类型。
模拟输出信号为电压或电流，直接与模数转换器相连，可输出适于特定应用的模拟信号。
数字输出信号为数字信号，通
过串行或并行接口输出，可直接与微处理器和计算机连接。
4.传感器工作原理
三轴加速度传感器工作原理基于牛顿第二定律，即对物体施加的力等于其质量乘以加
速度。
传感器内部有微机械加速度计，通过检测加速度计受到的加速度来测量被测物体的
加速度。
该加速度计一般由质量块、弹簧、压电陶瓷等组成。
5.传感器应用场景。
三轴数字加速度传感器ADXL345技术资料(最新整理)
} 因为 ADXL335 输出的是模拟电压值，所以我们编写程序的时候只要采集输出电压就可以
了，当然要做一些工程项目，准确地测出具体数字的话还需要看一看相关的数据手册进行一 些编写。
下载完程序以后，我们打开串口调试窗口，可以看到窗口上显示我们测试到的数据。当 加速度改变的时候，相应的数字也会发生变化
writeRegister(POWER_CTL, 0x08); } void loop(){ readRegister(DATAX0, 6, values); x = ((int)values[1]<<8)|(int)values[0]; y = ((int)values[3]<<8)|(int)values[2]; z = ((int)values[5]<<8)|(int)values[4]; Serial.print(x, DEC); Serial.print(','); Serial.print(y, DEC); Serial.print(','); Serial.println(z, DEC); delay(10); } void writeRegister(char registerAddress, char value){ digitalWrite(CS, LOW); SPI.transfer(registerAddress); SPI.transfer(value); digitalWrite(CS, HIGH);
pinMode(a1,INPUT); pinMode(a2,INPUT); pinMode(a3,INPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { x = analogRead(a1); y = analogRead(a2); z = analogRead(a3); Serial.print("x: "); Serial.print(x, DEC); Serial.print(" "); Serial.print("y: "); Serial.print(y, DEC); Serial.print(" "); Serial.print("z: "); Serial.println(z, DEC); delay(100);
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器的工作原理是基于微电机共振的原理。
当受力加速度作用在测量质量上时，质量会发生微小的位移。
这个位移会导致微电机的震荡频率发生变化。
三轴加速度传感器通过测量微电机的震荡频率的变化来获取加速度的信息。
传感器的X轴、Y轴和Z轴传感器会通过一种叫做电容耦合的方法来测量位移。
在传感器中，三个传感器之间有一对平行的金属电极。
一个电极连接到外部电源的信号线上，另一个电极连接到微电机上。
当微小的质量位移时，电容的值会发生变化。
根据电容的变化，可以计算出物体在相应方向上的加速度。
此外，三轴加速度传感器还包含了一些其他的电子元件，如运放和ADC（模数转换器）等。
运放用于放大电容的变化信号，以便后续处理。
ADC将模拟信号转换为数字信号，以便传输和处理。
三轴加速度传感器广泛应用于许多领域，如移动设备、汽车、航空航天等。
例如，在移动设备中，三轴加速度传感器被用于检测设备的方向和运动，进而实现屏幕自动旋转、手势识别和游戏控制等功能。
在汽车中，它被用于惯性导航和碰撞检测等。
在航空航天中，它被用于飞行器的姿态控制和惯性导航。
总之，三轴加速度传感器利用微电机共振的原理测量质量位移，进而获得加速度信息。
它通过测量X、Y和Z轴方向上的加速度，可以提供全方向的加速度数据。
通过在多个领域的应用，三轴加速度传感器在提高设备功能性和性能方面发挥了重要作用。
3轴陀螺仪传感器和3轴加速度传感器的工作原理
3轴陀螺仪传感器和3轴加速度传感器的工作原理三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器是常见的惯性传感器，能够检测物体的角速度和加速度。
它们在许多领域如航空航天、导航、智能手机等中得到广泛应用。
本文将详细介绍三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器的工作原理。
一、三轴陀螺仪传感器三轴陀螺仪传感器通过检测物体的角速度来测量物体的旋转运动。
其工作原理基于陀螺效应，即旋转物体在无外力作用时会有一个稳定的自转轴。
陀螺仪传感器利用了这个原理来检测自转轴的方向和角速度。
三轴陀螺仪传感器通常由三个相互垂直的敏感轴组成，分别为X轴、Y轴和Z轴。
每个轴上都包含一个陀螺仪传感器，用于测量相应轴的角速度。
在传感器内部，通常使用MEMS（微电子机械系统）技术构建微小的马达（如振荡陀螺仪）或者利用光学原理（如光纤陀螺仪）来测量角速度。
以MEMS陀螺仪传感器为例，其工作原理如下：在传感器中的微小马达内部有一个旋转的转子。
当传感器发生旋转时，转子会受到陀螺效应的影响，使得转子的旋转轴相对于固定结构发生偏转。
这个转子的偏转量被测量并转换成相应的电压信号。
通过测量在不同轴上的偏转量，可以得到物体在三个轴上的角速度。
二、三轴加速度传感器三轴加速度传感器用来测量物体在三个轴方向上的加速度。
其工作原理基于牛顿第二定律，即物体所受的合力等于物体的质量乘以加速度。
三轴加速度传感器通常由三个相互垂直的敏感轴组成，分别为X轴、Y轴和Z轴。
每个轴上都包含一个加速度传感器，用于测量相应轴的加速度。
在传感器内部，通常使用微机电系统（Micro Electro-Mechanical System，MEMS）技术来构建微小的质量块（如微型弹簧质量块）或者利用电容变化原理来测量加速度。
以MEMS加速度传感器为例，其工作原理如下：在传感器内部有一个微小的振动质量块，其相对于传感器壳体可以自由移动。
当传感器受到加速度时，质量块会受到惯性力的作用而发生位移。
这个位移会导致传感器内部的一些物理量（如电容）发生变化。
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器原理三轴加速度传感器是一种能够测量物体在三个轴向上加速度的传感器，它可以通过测量物体在三个方向上的加速度来确定物体的运动状态。
三轴加速度传感器的原理是基于牛顿第二定律，即物体的加速度与作用在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。
在本文中，我们将详细介绍三轴加速度传感器的原理及其应用。
三轴加速度传感器是由微机电系统（MEMS）技术制成的，它包括一个微型质量块和一组微型弹簧。
当物体发生加速度时，微型质量块会受到作用力而发生位移，微型弹簧则会产生相应的变形。
通过测量微型质量块和微型弹簧的位移或变形，就可以确定物体在三个轴向上的加速度。
三轴加速度传感器的工作原理是基于质量块和弹簧的振动频率的变化。
当物体受到加速度作用时，质量块和弹簧的振动频率会发生变化，通过测量这种变化就可以确定物体的加速度。
三轴加速度传感器可以测量物体在x、y、z三个轴向上的加速度，从而确定物体的运动状态。
三轴加速度传感器广泛应用于各种领域，如汽车电子、智能手机、运动追踪器等。
在汽车电子领域，三轴加速度传感器可以用于测量车辆的加速度、制动和转向状态，从而实现车辆稳定控制和防抱死系统。
在智能手机领域，三轴加速度传感器可以用于实现屏幕旋转、晃动检测和步数统计等功能。
在运动追踪器领域，三轴加速度传感器可以用于监测运动员的运动状态，从而实现运动数据的采集和分析。
总之，三轴加速度传感器是一种能够测量物体在三个轴向上加速度的传感器，它的工作原理是基于质量块和弹簧的振动频率的变化。
三轴加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机、运动追踪器等领域，可以实现车辆稳定控制、智能手机功能和运动数据采集等功能。
通过对三轴加速度传感器的原理及应用的深入了解，可以更好地理解其在现代科技领域中的重要作用。
(完整版)三轴数字加速度传感器ADXL345技术资料
概述：ADXL345 是一款小而薄的超低功耗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(3.9mg/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通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。
敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。
自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。
这些功能可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。
正在申请专利的集成式存储器管理系统采用一个32 级先进先出(FIFO)缓冲器，可用于存储数据，从而将主机处理器负荷降至最低，并降低整体系统功耗。
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。
对比常用的飞思卡尔的MMZ7260三轴加速度传感器，ADXL345，具有测量精度高、可以通过SPI或I2C 直接和单片机通讯等优点。
特性：超低功耗：VS= 2.5 V 时（典型值），测量模式下低至23uA，待机模式下为0.1μA 功耗随带宽自动按比例变化用户可选的分辨率10 位固定分辨率全分辨率，分辨率随g 范围提高而提高，±16g 时高达13 位(在所有g 范围内保持4 mg/LSB 的比例系数)正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO 技术，可将主机处理器负荷降至最低。
单振/双振检测，活动/非活动监控，自由落体检测电源电压范围：2.0 V 至3.6 VI / O 电压范围：1.7 V 至VSSPI（3 线和4 线）和I2C 数字接口灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚通过串行命令可选测量范围通过串行命令可选带宽宽温度范围（-40°C 至+85℃）抗冲击能力：10,000 g无铅/符合RoHS 标准小而薄：3 mm× 5 mm× 1 mm，LGA 封装模组尺寸：23*18*11mm（高度含插针高度应用：机器人控制、运动检测过程控制，电池供电系统硬盘驱动器(HDD)保护，单电源数据采集系统手机，医疗仪器，游戏和定点设备，工业仪器仪表，个人导航设备电路功能与优势ADXL345是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计，可以对高达±16 g的加速度进行高分辨率（13位）测量。
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器原理三轴加速度传感器是一种能够测量物体在空间中加速度的传感器。
它可以同时测量物体在X轴、Y轴和Z轴方向上的加速度，并将这些加速度值转换为电信号输出。
三轴加速度传感器的工作原理主要基于质量和牛顿力学中的运动方程。
传感器内部包含一个微小的质量块（称为测量体），当物体受到外力作用时，测量体会产生与被测加速度成正比的惯性力。
这个惯性力会使测量体发生位移，并通过压电效应或电容效应等转换成电信号输出。
具体来说，传感器内部的测量体通常是由微机械系统（MEMS）工艺制成的微小质量块。
测量体的运动由多个微弹簧和阻尼器控制，以保证其在不同加速度下的准确测量。
为了实现对三个方向上的加速度进行测量，三轴加速度传感器通常采用一种称为微机械结构的设计。
在这种设计中，传感器内部包含三个相互垂直的加速度传感器，分别对应X轴、Y轴和Z轴。
每个加速度传感器都由一个或多个微弹簧和阻尼器组成，以确保测量体在各个方向上的准确测量。
当物体在某个方向上加速度发生变化时，相应方向上的加速度传感器会感应到这个变化，并产生相应的电信号输出。
这个电信号经过放大和滤波等处理后，可由外部电路进行进一步处理，以获得准确的加速度值。
三轴加速度传感器通常用于各种应用中，包括汽车安全系统、智能手机的屏幕旋转、运动追踪设备等。
其工作原理简单且可靠，使其成为测量和检测加速度的重要工具之一。
总结起来，三轴加速度传感器通过测量测量体受到的惯性力来检测物体在空间中的加速度。
其工作原理基于质量和牛顿力学原理，通过微机械结构设计实现对X 轴、Y轴和Z轴方向上的加速度进行测量。
通过简单的电信号转换和处理，可以得到物体在各个方向上的准确加速度值。
这种传感器在很多领域都有广泛应用，并在现代科技中发挥着重要作用。
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三轴加速度传感器在智能车控制与道路识别中的应用
三轴加速度传感器MMA7260Q可以测量智能车惯性大小，选取最佳重心位置，并能准确定位智能车处于直线、弯道、坡道、漂移等运行状态；利用加速度传感器能够提前预测路径，并判断何时刹车效果最佳。
并且很好的解决了在直立行走车模的平衡与方向识别。
由此提出了一种基于三轴加速度传感器在智能车中的
控制以及路径识别的设计。
该设计采用三轴加速度传感器MMA7260Q测量智能车在运动中的加速度信号，以嵌入式单片MC9S12XSl28B作为核心控制器，对加速度信号进行采样，A ／D转换，再将特征数据存储在EEPROM中。
很好地解决了智能车运动路径分析的问题以及在。
实时获取小车加速度，从而更加全面的获取小车的运行状态，为控制的流畅性和更好的路况识别提供了可能。
在直立行走的车模中，应用同样的原理，选择最佳重心，可以很好地解决直立行走车模的平衡以及方向识别，从而加快车模的行车速度。
实验结果证明：结合加速度传感器具有很强的抗干扰性，提取角度信息更准确，确保了智能车在直道上能够以较高的速度行驶，在弯道则能基本不失速平滑地过弯。
1. 智能车现存问题
在车模运行当中，人无法判断小车的运行状态，使用加速度传感器来监控小车的加速度，这样可以更加精确地知道小车的运行状态，而且可以通过对某个方向加速度的变化的检测来区分出坡道和非坡道。
从而进行相应的策略应对。
避免小车在比赛时出现停车与翻车现象。
以及很好地解决了直立行走的车模中在行走过程中的平衡性。
2. MMA7260Q简介
加速度传感器是Freescale公司出品的MMA7260Q。
图1 芯片引脚定义
2.1 MMA7260Q的特性：
在一个设备中提供三轴向XYZ检测灵敏度，可选灵敏度：1.5g、2g、4g 和6g；功耗低，具有休眠模式，低压运行一般在2.2V~3.6V，能够快速启动，一般启动时间为1ms；其低噪音，封装一般为16针脚6mm x 6mm x 1.45mm无针脚型方体扁平封装（QFN）。
2.2 MMA7260Q的优点
为多功能应用提供灵活的可选量程：包括1.5g、2g 、4g 和6g；功耗低，可延长电池使用寿命开机响应时间短，最适合电池供电手持设备的休眠模式，组件数量少-节约成本和空间噪音低、灵敏度高，具有自适应功能，频率及解析度高，提供精确的坠落、倾斜、移动、放置、震动和摇摆感应灵敏度不同应用的建议重力加速度级别自由落体检测：
1g~2g 倾斜控制：1g~2g。
2.3加速度传感器应用分析
2.3.1干扰因素分析
芯片可以测试一个方向上的加速度变化。
所以采用了不同的安装方式，其间要考虑到比较多的干扰因素。
一、车体行进过程中的机械振动
二、速度控制不平滑对车体运动状态的影响
三、常规情况下的误差和正常时，加速度传感器产生的输出区别大小
2.3.2安装方式分析
若安装于安装摄像头的立杆上，杆子在小车加减速的时候有比较明显的左右晃动，通过Labview观察发现干扰过大。
若安装于小车后部，由于电机自身的振动，对MEMS产生的影响会较之前更为明显。
经测试，如果测量水平X方向的加速度，宜将装有MMA2260的电路板装载在车前部。
图二加速度传感器安装方式
若在直立行走车模上安装，则要测量竖直Z方向上的加速度。
图三直立行走车模安装示意图
2.4硬件电路设计
MMA7260Q信号采集模块设计加速度信号采集模块如图1所示。
x，y，z 3个相互垂直方向上的加速度由G-Gell传感单元感知，电容值经过容压变换器转换为电压值，经过增益放大器、滤波器和温度补偿以电压的形式作为输出信号拉J，经过放大滤波处理，将所需模拟信号调整至一个合适的范围，再转换为数字信号送数据处理单元。
图四加速度信号采集结构图
加速度传感器与单片机的接口电路MMA7260Q与
MC9S12XSl28B的硬件接口电路如图2所示。
微处理器内部包含完整的地输入缓存器、模拟开关电路、可编程增益放大器和A/D转换器以及数字滤波器，使用非常方便。
G1，G2输入低电平，灵敏度达到800 mV／g。
当Mode=l时，加速度传感器处于正常工作状态。
x，y，z输出端分别接RC滤波器，再通过高输出驱动运算放大器TLV4112构成电压跟随作用，输出稳定的直流电压信号。
图五 MMA7260Q与MC9S12XSl28B的硬件接口电路
2.5软件设计实现
本设计采用CodeWamor软件与BDM作为调试工具，编程环境支持c语言和汇编语言的程序设计，大大方便了用户的程序设计，提高了系统开发效率。
本设计程序代码使用C语言编写。
图六加速度程序流程图
2.6 A/D采样流程设计
本设计主要包括单片机初始化模块和实时路径检测模块。
1）单片机的初始化模块包括：I/O模块，AD模块，定时中断模块初始化。
2）实时路径检测模块：利用接受管，红外光电传感器和CCD摄像头检测特征信号，利用加速度传感器检测角度信号，将返回信号输入单片机的输入端口，程序不问断地读入输入端口的信号，结合判断语句，得出合适的PWM控制信号。
图七主程序与中断程序流程图
2.7实验测试
图中曲线为时间和AD采集到的数据之间的关系。
而AD 采集到的数据可以用来反映加速度的变化情况
图八装载于静止小车上时
图九装载于运动状态不变小车上时
图十小车角度变化时，加速度传感器值的变化规律
通过测试可以看出。
对于车体角度的变化，加速度传感器的值都有一定的变化。
不过同时也看到车子的振动对加速度传感器也会产生一些干扰。
在识别坡道时，如果加速度传感器监控的是竖直方向的加速度，即z方的加速度，那么在平道上时，明显竖直方向上加速度为零，在上坡后，如果忽略摩擦力，那加速度将变化为gsinθcosθ。
通过加速度传感器中加速度的变化可以容易的辨别出平道和坡道。
2.8数字滤波算法设计
由于加速度传感器三轴之间差异和较高灵敏度，防止在运动过程中由于智能车的抖动引起的误差，对单片机采样得到的电压值进行归一化处理，最后可得到各方向传感器的相对电压值。
具体实现方法：让智能车后轮转动起来，分别记录各传感器输出信号的最大值和最小值，用最大值减去最小值得到各传感器在运动过程中的输出范围。
在智能车行驶过程中将各方向传感器输出的信号值减去最小值，再除以各方向传感器的输出范围即可得到其相对输出值。
根据g1=g2=0，最小值对应着-1.5g，最大值对应着+1.5g。
，静止时各向加速度值为0，加速度范围为-1.5g一+1.5g。
2.9路径识别规则
X-T表示智能车前后方向加速度信号，Y-OUT表示智能车左右方向加速度信号，Z-T表示智能车上下方向加速度信号．采样值经过数字滤波，由于智能车的底盘不可能保持绝对水平，车身可能会向前倾斜或者向后倾斜，
所以，Y-OUT，X-OUT，Z-OUT值都有5％的误差，当处于匀速直线运动时，采样值在100～110之间波动。
通过加权平均近似为105，125对应+1.5g， 80对应-1.5g。
3 结束语
MMA 7260Q是一种电容式加速度传感器，融合了信号调理，单极低通滤波和温度补偿技术。
成本低，功耗低，测试中加速度信号稳定性与灵敏度都达到了预期的效果，从而提高了系统的控制精度，使舵机响应速度变快。
基于三轴加速度传感器在智能车的控制与路径识别的
设计，相比传统的路径识别具有数据处理简单，控制精度高的特点，使舵机响应变快。
可以广泛应用与无人驾驶智能车，智能仪表，机器人等高端技术领域。