加速度傳感器在計步器方面的應(yīng)用

更新時間：2022-06-01

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加速度傳感器在計步器方面的應(yīng)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(yuǎn)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(shù)，通過步數(shù)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(shè)備來說（如手機(jī)、運動手環(huán)），每一步都經(jīng)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(biāo)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(zhǔn)確感受到加速度的變化情況，并且能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)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(zhì)量塊、應(yīng)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(zhì)量塊所受的慣性力進(jìn)行測量，同時利用牛頓第二定律獲得加速度的數(shù)值。根據(jù)F=ma,質(zhì)量塊m在加速度a中產(chǎn)生一個力F,會在阻尼液中發(fā)生運動，帶動懸臂梁梁上的應(yīng)變片發(fā)生彈性形變，電阻應(yīng)變計將與物體重量成正比的應(yīng)變量轉(zhuǎn)化為電阻變化。再通過處理電路將電阻變化轉(zhuǎn)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(zhì)量采用輕質(zhì)，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。