加速度計(jì)是裝置，其測(cè)量加速度，這是的變化率的速度的一個(gè)對(duì)象。它們以米/秒平方（m / s 2）或G力（g）為單位。在地球上，我們這里的一個(gè)G力等效于9.8 m / s 2，但這確實(shí)會(huì)隨著高度的變化而變化（由于重力的變化，在不同的行星上它的值會(huì)有所不同）。加速度計(jì)可用于感測(cè)系統(tǒng)中的振動(dòng)或定向應(yīng)用。

ADXL345接線板

加速度計(jì)的工作原理

加速度計(jì)是一種機(jī)電設(shè)備，可感應(yīng)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)加速度。靜態(tài)力包括重力，而動(dòng)態(tài)力可以包括振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。

加速度計(jì)的測(cè)量軸

加速度計(jì)可以測(cè)量一，二或三軸上的加速度。隨著3軸單元開(kāi)發(fā)成本的降低，它們變得越來(lái)越普遍。

通常，加速度計(jì)內(nèi)部包含電容板。其中一些是固定的，而另一些則固定在微小的彈簧上，這些微小的彈簧會(huì)隨著加速度作用在傳感器上而在內(nèi)部移動(dòng)。當(dāng)這些板相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)，它們之間的電容改變。根據(jù)電容的這些變化，可以確定加速度。

其他加速度計(jì)可以以壓電材料為中心。當(dāng)置于機(jī)械應(yīng)力（例如加速度）下時(shí)，這些微小的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)輸出電荷。

加速度計(jì)工作原理的表示

壓電加速度計(jì)內(nèi)部的一個(gè)例子

對(duì)于大多數(shù)加速度計(jì)，操作所需的基本連接是電源和通信線路。與往常一樣，請(qǐng)閱讀數(shù)據(jù)表以確保正確連接。

通訊介面

加速度計(jì)將通過(guò)模擬，數(shù)字或脈寬調(diào)制的連接接口進(jìn)行通信。

模擬 -具有模擬接口的加速度計(jì)通過(guò)變化的電壓水平顯示加速度。這些值通常在接地和電源電壓電平之間波動(dòng)。然后可以使用微控制器上的ADC讀取該值。這些通常比數(shù)字加速度計(jì)便宜。

數(shù)字 -具有數(shù)字接口的加速度計(jì)可以通過(guò)SPI或I 2 C通信協(xié)議進(jìn)行通信。與模擬加速度計(jì)相比，它們往往具有更多的功能并且不易受到噪聲的影響。

脈沖寬度調(diào)制（PWM） -加速計(jì)，超過(guò)輸出數(shù)據(jù)的脈沖寬度調(diào)制（PWM）輸出的方波已知周期，但占空比與加速度的變化而變化。

功率

加速度計(jì)通常是低功率設(shè)備。所需電流通常在5V或更低的電源電壓范圍內(nèi)，在微（μ）或毫安范圍內(nèi)。電流消耗可以根據(jù)設(shè)置而變化（例如，省電模式與標(biāo)準(zhǔn)操作模式）。這些不同的模式可以使加速度計(jì)非常適合電池供電的應(yīng)用。

確保正確的邏輯電平匹配，尤其是與數(shù)字接口匹配的邏輯電平。

如何選擇加速度計(jì)

在選擇使用哪個(gè)加速度計(jì)時(shí)，需要考慮多個(gè)功能，包括電源要求和通信接口，如前所述。以下是要考慮的其他功能。

范圍

大多數(shù)加速度計(jì)將具有可以測(cè)量的力的可選范圍。這些范圍可以從±1g到±250g不等。通常，范圍越小，加速度計(jì)的讀數(shù)越敏感。例如，要測(cè)量桌面上的微小振動(dòng)，使用小范圍的加速度計(jì)會(huì)比使用250g的范圍（更適合火箭）提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

該ADXL362三軸加速度計(jì)可以測(cè)量±2G，±4g和±8克。

附加功能

一些加速度計(jì)包括諸如抽頭檢測(cè)（適用于低功率應(yīng)用），自由落體檢測(cè)（用于主動(dòng)硬盤(pán)保護(hù)），溫度補(bǔ)償（以提高航位推算情況下的精度）和0-g范圍感應(yīng)等功能。購(gòu)買(mǎi)加速度計(jì)時(shí)要考慮的其他功能。加速度計(jì)上對(duì)這些類型的功能的需求將由結(jié)合了加速度計(jì)的應(yīng)用來(lái)確定。

還提供IMU （慣性測(cè)量單元），它們可以將加速度計(jì)，陀螺儀，甚至偶爾將磁力計(jì)包括在單個(gè)IC封裝或板中。其中的一些示例包括MPU6050和MPU9150。這些通常用于運(yùn)動(dòng)跟蹤應(yīng)用程序和無(wú)人機(jī)制導(dǎo)系統(tǒng)，其中物體的位置和方向很重要。