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加速度傳感器在計步器方面的應用

更新時間:2022-06-01      點擊次數:832

加速度傳感器在計步器方面的應用

       隨著人們對健康的重視,很多朋友越來越注重鍛煉身體,跑步成為一種方便而又有效的鍛煉方式。但是如何知道自己跑了多少步,多遠的路程?計步器可以幫助人們實時掌握鍛煉情況。它的主要功能是檢測步數,通過步數和步幅可計算行走的路程。步幅信息可通過行走固定的距離來計算或是直接輸入,高級的計步器還可以計算人體消耗的熱量。
       路,是一步步走出來的。即使看似勻速的閑庭信步,對我們攜帶的設備來說(如手機、運動手環),每一步都經歷了過山車般的“加速度"變化。抬腿邁出一步的時候,加速度是最大的。我們把它放到一個坐標軸上,加速度的變化看起來就像一個cos波形。而要檢測到這個加速就離不開加速度傳感器。

       加速度傳感器特點不同于其他的傳感器,它可以較為準確感受到加速度的變化情況,并且能夠將其轉換為可用的輸出信號。 加速度傳感器通常是由彈性元件、阻尼器、質量塊、應變片和處理電路等部分組成,同時,傳感器在其加速的過程中,能夠通過對質量塊所受的慣性力進行測量,同時利用牛頓第二定律獲得加速度的數值。根據F=ma,質量塊m在加速度a中產生一個力F,會在阻尼液中發生運動,帶動懸臂梁梁上的應變片發生彈性形變,電阻應變計將與物體重量成正比的應變量轉化為電阻變化。再通過處理電路將電阻變化轉化為電壓輸出。

       下圖是美國PBC加速度傳感器中的幾款三軸加速度傳感器,可以同時測量三個方向的加速度,為了減輕傳感器自身質量采用輕質,堅固的鈦合金外殼密封,體積小巧可以滿足空間受限的安裝,并且有出色的信噪比,高測量分辨率。



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