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加速度传感器在计步器方面的应用

发布时间:2022-06-01      点击次数:295

加速度传感器在计步器方面的应用

       随着人们对健康的重视,很多朋友越来越注重锻炼身体,跑步成为一种方便而又有效的锻炼方式。但是如何知道自己跑了多少步,多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情况。它的主要功能是检测步数,通过步数和步幅可计算行走的路程。步幅信息可通过行走固定的距离来计算或是直接输入,高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。
       路,是一步步走出来的。即使看似匀速的闲庭信步,对我们携带的设备来说(如手机、运动手环),每一步都经历了过山车般的“加速度"变化。抬腿迈出一步的时候,加速度是最大的。我们把它放到一个坐标轴上,加速度的变化看起来就像一个cos波形。而要检测到这个加速就离不开加速度传感器。

       加速度传感器特点不同于其他的传感器,它可以较为准确感受到加速度的变化情况,并且能够将其转换为可用的输出信号。 加速度传感器通常是由弹性元件、阻尼器、质量块、应变片和处理电路等部分组成,同时,传感器在其加速的过程中,能够通过对质量块所受的惯性力进行测量,同时利用牛顿第二定律获得加速度的数值。根据F=ma,质量块m在加速度a中产生一个力F,会在阻尼液中发生运动,带动悬臂梁梁上的应变片发生弹性形变,电阻应变计将与物体重量成正比的应变量转化为电阻变化。再通过处理电路将电阻变化转化为电压输出。

       下图是美国PBC加速度传感器中的几款三轴加速度传感器,可以同时测量三个方向的加速度,为了减轻传感器自身质量采用轻质,坚固的钛合金外壳密封,体积小巧可以满足空间受限的安装,并且有出色的信噪比,高测量分辨率。



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