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我們常見(jiàn)的大多數(shù)傳感器都基本上通用一個(gè)工作原理,那就是壓電效應(yīng)。我們順便對(duì)壓電效應(yīng)做一下介紹,以便讓大家更好的了解它的工作原理。壓電效應(yīng)就是指某些電介質(zhì)在遇到外來(lái)影響而變形的時(shí)候,在晶體內(nèi)部就會(huì)發(fā)生極化這種現(xiàn)象,同時(shí)會(huì)在晶體的表面產(chǎn)生正負(fù)極的電荷。當(dāng)外來(lái)影響消失的時(shí)候,就又會(huì)回到不帶電的初始狀態(tài),這就是壓電效應(yīng)。下面我們就來(lái)講講加速度傳感器所應(yīng)用的幾個(gè)常見(jiàn)領(lǐng)域。
車身安全、控制及導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用
加速度傳感器已被廣泛應(yīng)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(dǎo)航,典型的應(yīng)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。
目前車身安全越來(lái)越得到人們的重視,汽車中安全氣囊的數(shù)量越來(lái)越多,相應(yīng)對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。整個(gè)氣囊控制系統(tǒng)包括車身外的沖擊傳感器(Satellite Sensor)、安置于車門、車頂,和前后座等位置的加速度傳感器(G-Sensor)、電子控制器,以及安全氣囊等。電子控制器通常為16位或32位MCU,當(dāng)車身受到撞擊時(shí),沖擊傳感器會(huì)在幾微秒內(nèi)將信號(hào)發(fā)送至該電子控制器。
隨后電子控制器會(huì)立即根據(jù)碰撞的強(qiáng)度、乘客數(shù)量及座椅/安全帶的位置等參數(shù),配合分布在整個(gè)車廂的傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和做出相應(yīng)評(píng)估,并在短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電爆驅(qū)動(dòng)器(Squib Driver)啟動(dòng)安全氣囊保證乘客的生命安全。
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通常僅靠ABS和牽引控制系統(tǒng)無(wú)法滿足車輛在彎曲路段上的行車安全要求。該場(chǎng)合下電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) (ESC) 就能夠通過(guò)修正駕駛員操作中的轉(zhuǎn)向不足或過(guò)度轉(zhuǎn)向,來(lái)控制車輛使其不偏離道路。該系統(tǒng)通過(guò)使用一個(gè)陀螺儀來(lái)測(cè)量車輛的偏航角,同時(shí)用一個(gè)低重力加速度傳感器來(lái)測(cè)量橫向加速度。將所得測(cè)量數(shù)據(jù)與通過(guò)行駛速度和車輪傾斜角兩項(xiàng)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行比對(duì),從而調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向以防止發(fā)生側(cè)滑。
除了車身安全系統(tǒng)這類重要應(yīng)用以外,目前加速度傳感器在導(dǎo)航系統(tǒng)中的也在扮演重要角色。 其主要利于GPS衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位。而當(dāng)進(jìn)入衛(wèi)星信號(hào)接收不良的區(qū)域或環(huán)境中,如遂道、高樓林立、叢林地帶,就會(huì)因失去信號(hào)而喪失導(dǎo)航功能。基于MEMS技術(shù)的3軸加速度傳感器配合陀螺儀或電子羅盤(pán)等元件一起可創(chuàng)建方位推算系統(tǒng)(DR, Dead Reckoning),對(duì)GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)性應(yīng)用。。
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