加速度计的原理与应用

什么是加速度计

加速度计是一种传感器，可以测量物体所受加速的大小和方向。

加速度计的工作原理

传统加速度计利用质量和弹簧的相互作用来感应加速度，当物体收到加速度时，弹簧会发生变形，通过衡量这种变形来测量加速度的大小。

加速度计的用途

航空航天：用于飞机、导弹的姿态控制，卫星、载人飞船的轨道控制；

汽车：车辆稳定性控制、碰撞检测；

电子消费品：手机、平板，实现横竖屏切换、计步等。

MEMS加速度计的工作原理

MEMS加速度计由：

        上电容、

         中电容板（可移动）、

        下电容板

这三部分组成。

当有加速度的时候，中电容板会移动，与上、下电容板的距离就会变化，上、下电容的容值就会变化。

电容值的变化与加速度成正比，通过对输出电压数字处理后，输出数字化信号。

输出电压为电容电压变化的部分，Vm是输出电压，Vs为输出电压；

根据电容的定义，可得出电容的大小与位移之间的关系：

    ,

由上面的两个公式可得：

根据力学原理：

加速度与输出电压的关系：