加速度傳感器的動作測量原理與基本構(gòu)成

加速度測量的原理十分簡單并且相當(dāng)可靠，其理論基礎(chǔ)為與慣性質(zhì)量有關(guān)的牛頓第二定律。

加速度傳感器元件的基本構(gòu)成包括主體、彈簧和慣性質(zhì)體。當(dāng)傳感器主體的速度發(fā)生變化時，會產(chǎn)生隨著速度變化而變化的力，該力將通過彈簧被施加于慣性質(zhì)體上。具體來說，首先該力使彈簧發(fā)生彎曲，然后元件主體與慣性質(zhì)體的距離會與加速度成比例地發(fā)生變化。

傳感器的工作原理會根據(jù)主體與慣性質(zhì)體相對移動的檢測方式的不同而有所差異。電容式傳感器，主體與慣性質(zhì)體是相互絕緣的，通過測量電容來檢測加速度。當(dāng)主體與慣性質(zhì)體之間的距離減小時，電容就會增加，電流會向傳感器的信號處理IC流動。距離增加時，情況則會相反。傳感器可將主體的加速度轉(zhuǎn)化為電流、電荷、電壓三者之一從而進行測量。

核心技術(shù)，傳感器可通過微小的電容變化來進行相關(guān)測量，該模式特別適合被用于檢測傳感器的細微運動，且性能卓越。加速度傳感元件是以單晶硅和玻璃為材料制成的，因此傳感器產(chǎn)品可輕松應(yīng)對使用時間和溫度變化帶來的各種挑戰(zhàn)，具有出色的可靠性和穩(wěn)定性以及前所未有精度。

量程1g的傳感元件能夠承受超過50,000g標(biāo)準(zhǔn)的加速度 (1g=地球引力所產(chǎn)生的重力加速度) 。電容式的傳感元件不僅能夠測量正負兩個方向的加速度，還能檢測靜止加速度和振動。

Low-G加速度傳感器和傾斜傳感器的核心部分，是兩個位置對稱的以體型微加工技術(shù)制成的具有電容特性的加速度傳感器元件。對稱的結(jié)構(gòu)不僅減小了溫度依賴性和它軸靈敏度，還提升了線性。密封性是通過以陽極接合的方式使晶元相互接合來實現(xiàn)的。

因此，傳感元件的封裝變得更容易，可靠性也更好，同時傳感器內(nèi)阻尼氣體的使用也成為可能。

3軸檢測

3軸加速度傳感器的設(shè)計理念是始終沿襲使用1軸加速度傳感器的方式。3軸加速度傳感器元件所用到的技術(shù)包括由1軸加速度傳感器發(fā)展而來的技術(shù)，Bulk MEMS工藝以及電容檢測結(jié)構(gòu)等。

傳感器元件元件內(nèi)部有多個質(zhì)量塊，這些通過分散MEMS技術(shù)加工出的質(zhì)量塊被晶元表面周圍的扭轉(zhuǎn)彈簧支撐著。與表面MEMS工藝相比，厚度和重量都更大，從而可以實現(xiàn)高靈敏度和低噪音。

最終的檢測結(jié)果由將多個質(zhì)量塊的檢測結(jié)果矢量疊加得到的。質(zhì)量塊的上下兩側(cè)具有電容檢測的功能。當(dāng)質(zhì)量塊被施加一個加速度時，通過扭轉(zhuǎn)彈簧的作用，質(zhì)量塊會向旋轉(zhuǎn)方向運動，從而質(zhì)量塊上下兩側(cè)的電容會隨之發(fā)生變化。

多個質(zhì)量塊的矢量組成通過內(nèi)部的ASIC進行合成計算，就能輸出傳感器X,Y,Z三個方向的加速度。根據(jù)計算結(jié)果就能夠?qū)崿F(xiàn)3軸的高精度線性響應(yīng)。