重力感應器有哪些工作原理
重力感應器有哪些工作原理
重力傳感器在手機橫豎的時候屏幕會自動轉(zhuǎn)，在玩游戲可以代替上下左右，重力感應器也是具備著一定的工作原理的。以下是由學習啦小編整理的重力感應器的內(nèi)容，希望大家喜歡!
重力感應器的介紹
重力感應器，又稱重力傳感器，新型屬傳感器技術(shù)，它采用彈性敏感元件制成懸臂式位移器，與采用彈性敏感元件制成的儲能彈簧來驅(qū)動電觸點，完成從重力變化到電信號的轉(zhuǎn)換。目前絕大多數(shù)中高端智能手機和平板電腦內(nèi)置了重力傳感器，如蘋果的系列產(chǎn)品iphone和iPad， Android系列的手機等。
重力感應器的工作原理
重力傳感器是根據(jù)壓電效應的原理來工作的，所謂的壓電效應就是“對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場，這種由于機械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應”。
重力傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比如電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。
重力感應器的應用
(1)通過重力傳感器測量由于重力引起的加速度，可以計算出設(shè)備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動態(tài)加速度，你可以分析出設(shè)備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發(fā)現(xiàn)光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是當前工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。
(2)加速度傳感器可以幫助仿生學機器人了解它當前身處的環(huán)境。是在爬山，還是在走下坡，是否摔倒。或者對于飛行類的機器人來說，對于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。一個好的程序員能夠使用加速度傳感器來回答所有上述問題。
(3)重力傳感器可以用來分析發(fā)動機的振動。
(4)重力傳感器在進入消費電子市場之前，實際上已被廣泛應用于汽車電子領(lǐng)域，主要集中在車身操控、安全系統(tǒng)和導航，典型的應用如汽車安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛系統(tǒng)等。
重力感應器的基本原理
科學實驗證明，一般存儲器在不通電的時候，抗震性有1000G，而通電工作之后，抗震性不足200G，非常輕微的磕碰都有可能造成磁盤壞道。因此，只有有效確保工作狀態(tài)下的產(chǎn)品安全，才能最終確保其中的數(shù)據(jù)資料安全。 “重力感應技術(shù)”，利用重力加速度原理，一旦偵測到意外，能在摔落的瞬間將磁頭撤至安全停泊區(qū)，可使移動存儲器安全性能提升500%以上，達到無電狀態(tài)下的抗震水平，從根本上確保了處于工作狀態(tài)下的移動存儲器的抗震性能，從而保證了在任何狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信息安全。
傾角原理
首先建立各個坐標系，① 水平坐標系(X、Y、Z)②參考平臺坐標系(X1、Y1、Z1)：OY1Z1w為平臺面，在艦艇靜止時處于水平狀態(tài)，當存在艦艇搖擺時，與水平面存在ψ 、θ 的夾角，水平坐標系經(jīng)先縱搖ψ 角，后橫搖θ 角得到。○3 平臺坐標系(X2、Y2、Z2)：兩個相互正交的傳感器軸線確定的被測平臺平面及其垂線確定的坐標系，和參考平臺坐標系存在r ψ 、r θ的夾角，參考平臺坐標系經(jīng)先縱搖r ψ 角 ，后橫搖r θ 得到。平臺參考系的Y2 軸和參考平臺坐標系的Y1 軸相對于水平面的夾角之差為平臺與參考平臺水平度的縱向傾角y ψ ;平臺參考系的X2 軸和參考平臺坐標系的X1 軸相對于水平面的夾角之差為平臺與參考平臺水平度的橫向傾角y θ 。圖3 標出參考平臺坐標系(X1、Y1、Z1)、水平坐標系(X、Y、Z)和平臺坐標系(X2、Y2、Z2)的相互關(guān)系。
測角原理
重力傳感器是將運動或重力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，主要用于傾斜角、慣性力、沖擊及震動等參數(shù)的測量。在測量平臺傾斜角時，將重力傳感器垂直放置于在所測平臺上，重力傳感器的敏感軸應與傾斜平臺的軸向一致，在水平狀態(tài)下應與水平面平行，如圖1 所示，其中α 為平臺沿某一方向的傾斜角。重力傳感器的質(zhì)量塊由于受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用產(chǎn)生偏移，使重力傳感器的輸出電壓發(fā)生變化。若重力傳感器在水平狀態(tài)下的輸出為0 V ，傾角為α 時的輸出為α V ，且在1g 加速度作用下的輸出為V ，則有：
0 V =V / g ×sinα ×1g +V α
即：
α = arcsin[(Vα −V0 ) /V ]
利用上式可以方便求得平面某一方向上的傾斜角。如果將兩個重力傳感器正交放置在平臺中心，則平臺在x 方向上傾斜角x α 和平臺在y 方向上傾斜角y α 為：
x arcsin[V( x V) /V] α = − ， arcsin[(V V ) /V ] y y α = −
根據(jù)這兩個方向上的傾斜角可以確定出平臺的橫向傾角和縱向傾角。
看過“重力感應器的工作原理”的人還看了：
1.如何關(guān)閉win8系統(tǒng)重力感應和屏幕旋轉(zhuǎn)功能