重力感應器有哪些工作原理

　　重力感測器在手機橫豎的時候螢幕會自動轉，在玩遊戲可以代替上下左右，重力感應器也是具備著一定的工作原理的。以下是由小編整理的重力感應器的內容，希望大家喜歡!

　　重力感應器的介紹

　　重力感應器，又稱重力感測器，新型屬感測器技術，它採用彈性敏感元件製成懸臂式位移器，與採用彈性敏感元件製成的儲能彈簧來驅動電觸點，完成從重力變化到電訊號的轉換。目前絕大多數中高階智慧手機和平板電腦內建了重力感測器，如蘋果的系列產品iphone和iPad， Android系列的手機等。

　　重力感應器的工作原理

　　重力感測器是根據壓電效應的原理來工作的，所謂的壓電效應就是“對於不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還將改變晶體的極化狀態，在晶體內部建立電場，這種由於機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應”。

　　重力感測器就是利用了其內部的由於加速度造成的晶體變形這個特性。由於這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關係，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來製作加速度感測器，比如電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由於加速度產生某個介質產生變形，通過測量其變形量並用相關電路轉化成電壓輸出。

　　重力感應器的應用

　　1通過重力感測器測量由於重力引起的加速度，可以計算出裝置相對於水平面的傾斜角度。通過分析動態加速度，你可以分析出裝置移動的方式。但是剛開始的時候，你會發現光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是當前工程師們已經想出了很多方法獲得更多的有用的資訊。

　　2加速度感測器可以幫助仿生學機器人瞭解它當前身處的環境。是在爬山，還是在走下坡，是否摔倒。或者對於飛行類的機器人來說，對於控制姿態也是至關重要的。一個好的程式設計師能夠使用加速度感測器來回答所有上述問題。

　　3重力感測器可以用來分析發動機的振動。

　　4重力感測器在進入消費電子市場之前，實際上已被廣泛應用於汽車電子領域，主要集中在車身操控、安全系統和導航，典型的應用如汽車安全氣囊Airbag、ABS防抱死剎車系統、電子穩定程式ESP、電控懸掛系統等。

　　重力感應器的基本原理

　　科學實驗證明，一般儲存器在不通電的時候，抗震性有1000G，而通電工作之後，抗震性不足200G，非常輕微的磕碰都有可能造成磁碟壞道。因此，只有有效確保工作狀態下的產品安全，才能最終確保其中的資料資料安全。 “重力感應技術”，利用重力加速度原理，一旦偵測到意外，能在摔落的瞬間將磁頭撤至安全停泊區，可使移動儲存器安全效能提升500%以上，達到無電狀態下的抗震水平，從根本上確保了處於工作狀態下的移動儲存器的抗震效能，從而保證了在任何狀態下的資料資訊保安。

　　傾角原理

　　首先建立各個座標系，① 水平座標系X、Y、Z②參考平臺座標系X1、Y1、Z1：OY1Z1w為平臺面，在艦艇靜止時處於水平狀態，當存在艦艇搖擺時，與水平面存在ψ 、θ 的夾角，水平座標系經先縱搖ψ 角，後橫搖θ 角得到。○3 平臺座標系X2、Y2、Z2：兩個相互正交的感測器軸線確定的被測平臺平面及其垂線確定的座標系，和參考平臺座標系存在r ψ 、r θ的夾角，參考平臺座標系經先縱搖r ψ 角 ，後橫搖r θ 得到。平臺參考系的Y2 軸和參考平臺座標系的Y1 軸相對於水平面的夾角之差為平臺與參考平臺水平度的縱向傾角y ψ ;平臺參考系的X2 軸和參考平臺座標系的X1 軸相對於水平面的夾角之差為平臺與參考平臺水平度的橫向傾角y θ 。圖3 標出參考平臺座標系X1、Y1、Z1、水平座標系X、Y、Z和平臺座標系X2、Y2、Z2的相互關係。

　　測角原理

　　重力感測器是將運動或重力轉換為電訊號的感測器，主要用於傾斜角、慣性力、衝擊及震動等引數的測量。在測量平臺傾斜角時，將重力感測器垂直放置於在所測平臺上，重力感測器的敏感軸應與傾斜平臺的軸向一致，在水平狀態下應與水平面平行，如圖1 所示，其中α 為平臺沿某一方向的傾斜角。重力感測器的質量塊由於受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用產生偏移，使重力感測器的輸出電壓發生變化。若重力感測器在水平狀態下的輸出為0 V ，傾角為α 時的輸出為α V ，且在1g 加速度作用下的輸出為V ，則有：

　　0 V =V / g ×sinα ×1g +V α

　　即：

　　α = arcsin[Vα −V0 /V ]

　　利用上式可以方便求得平面某一方向上的傾斜角。如果將兩個重力感測器正交放置在平臺中心，則平臺在x 方向上傾斜角x α 和平臺在y 方向上傾斜角y α 為：

　　x arcsin[V x V /V] α = − ， arcsin[V V /V ] y y α = −

　　根據這兩個方向上的傾斜角可以確定出平臺的橫向傾角和縱向傾角。

重力感應器的工作原理