G-sensor工作原理
以下来源于简书
作者:WilliamChou
链接:https://www.jianshu.com/p/d471958189a0
一、G-sensor概述
什么是MEMS
MEME(Micro-Electro-Mechanical System),微型电子机械系统,也叫微机电系统,是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。可以把它理解为利用传统的半导体工艺和材料,用微米技术在芯片上制造微型机械,并将其与对应电路集成为一个整体的技术。
MEMS传感器的种类繁多,G-sensor是MEMS传感器的一种。
MEMS传感器分类
什么是G-sensor
G-sensor(Gravity sensor),重力传感器,又名加速度传感器(accelerometer),是能感知加速度大小的MEMS传感器。
G-sensor
G-sensor工作原理
如图中的模型, 一个质量块两端通过弹簧进行固定。在没有加速度的情况下,弹簧不会发生形变,质量块静止。当产生加速度时,弹簧发生形变,质量块的位置会发生变化。 弹簧的形变量随着加速度的增大而增大。在弹簧的劲度系统 k 和质量块的质量 m已知的情况下,只要测量出弹簧的形变量,就可以求出系统的加速度。
G-sensor抽象模型
G-sensor内部有 finger sets, 用来测量产生加速度读时质量块的位移。 每一个finger set 相当两个电容极板, 当有加速度时质量块会产生相对运动,而位移的变化会导致差分电容的变化。
当然,具体的差分电容检测和计算加速度过程由G-sensor内部完成,我们只需要直接读取其转化后的值即可。G-sensor输出值也不是直接的加速度值,它的计量单位是通常用g表示,1g代表一个重力加速度,即9.8m/s^2。1g=1000mg。
这里用一个例子再次强调一下G-sensor的输出值是根据其内部质量块的位移计算得出的:
将G-sensor的Z轴垂直向地,静止放置在水平桌面上,此时G-sensor芯片是静止的,虽然芯片整体加速度为0g,但是读取其输出值,X/Y轴输出为0g,Z轴输出为1g。因为内部质量块在重力加速度的作用下,产生了位移。
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