Что такое 3-осевой датчик ускорения?

Что такое 3-осевой датчик ускорения?

Датчик ускорения по 3 осям — это устройство, измеряющее ускорение в направлениях X, Y и Z. Согласно второму закону движения Ньютона, ускорение возникает, когда объект подвергается воздействию внешней силы, что приводит к изменению скорости с течением времени. Математическое выражение: «F = ma», где F — сила, m — масса, а a — ускорение. Эти датчики способны измерять движение, вибрацию, удар и даже наклон, вызванный гравитацией, что делает их универсальными в различных приложениях. Распространенные типы включают пьезоэлектрические, пьезорезистивные и емкостные датчики.

Применение 3-осевых датчиков ускорения

3-осевые датчики ускорения используются в широком спектре устройств, включая мобильные телефоны для ориентации экрана и функций шагомера, игровые контроллеры для обнаружения движения, автомобили для контроля положения транспортного средства и помощи в системах ABS и подвески, а также роботов для управления положением и положением.

Принцип работы 3-осевых датчиков ускорения

1. Пьезорезистивный 3-осевой датчик ускорения

Пьезорезистивные датчики работают на пьезорезистивном эффекте, где сопротивление изменяется под действием приложенной силы. Они обнаруживают ускорение на основе изменений сопротивления, вызванных силой, приложенной к пьезорезистивному элементу.

2. Пьезоэлектрический 3-осевой датчик ускорения

Пьезоэлектрические датчики используют пьезоэлектрический эффект, где сила на пьезоэлектрическом материале генерирует поляризацию и напряжение, что позволяет обнаруживать ускорение на основе результирующего электрического заряда.

3. Емкостный 3-осевой датчик ускорения

Емкостные датчики определяют ускорение посредством изменения емкости между неподвижными и подвижными электродами. Движение подвижного электрода изменяет зазор и, таким образом, емкость, указывая на ускорение.

Другая информация о 3-осевых датчиках ускорения

1. Примеры применения 3-осевого датчика ускорения

Эти датчики, благодаря своему небольшому размеру и универсальности, все чаще используются в анализе движения человека. Они могут измерять ускорение, приложенное к колену во время ходьбы, оценивать левые и правые функциональные различия в нижних конечностях, а также анализировать цикл походки и функциональность поглощения ударов коленом.

2. Алгоритм шагомера с использованием 3-осевого датчика ускорения

Шагомеры, использующие 3-осевые датчики ускорения, обычно используют алгоритмы, которые подсчитывают шаги на основе 3-осевого составного значения. Этот метод позволяет избежать зависимости от ориентации датчика и эффективно обнаруживает шаги при различных моделях ходьбы и бега.