加速度传感器原理

加速度计大致分为电容法、压电（压阻）法和热传感法。每种方法的基本原理都是相同的，传感器分为固定部分和柔性部分。当加速度施加到加速度传感器时，柔性部分会变形。

该元件通过检测固定部分和变形的柔性部分之间的差异来测量加速度。在电容式方法中，每个固定部分和柔性部分上都有电极。该传感器由固定部分和柔性部分组成，电极呈梳状交替排列。

当施加加速度时，固定部分和柔性部分的电极之间的电容发生变化，因此可以根据变化量计算加速度。由于即使不施加加速度（仅施加重力加速度）也具有电容，因此可以测量重力加速度。图 1 显示了使用3 轴加速度传感器检测重力加速度的计步器示例。

(a)为传感器直接测量的数据，表示计步器贴在行人适当位置时身体重心加速度的时间序列数据。该数据包含作为低频（DC）分量的重力加速度，并且通过应用低通滤波器，仅提取重力加速度，如数据（b）中所示。

同时，通过对数据(a)应用带通滤波器，获得去除了低频重力加速度分量和高频噪声分量的数据(c)。数据（b）和（c）是三个轴（x，y，z）上的时间序列数据，如果在行走时（测量期间）传感器的方向发生变化，则每个轴上检测到的值也会发生变化。我会做。

这里，通过对数据（b）和（c）每次取内积（即三维向量的内积），我们可以计算出加速度的重力方向分量（一轴）。可以得到如数据(d)所示的身体重心的系列数据。

这样，无论传感器的朝向如何，通过对重力加速度进行正交投影，即将矢量量转换为标量，并根据该数据，就可以得到行人加速度的重力方向分量（d）这允许您计算步行间距和步数。

压电（压阻）方法使用压电元件来测量加速度。压电元件在加速下变形时会产生电流。测量产生的电流作为加速度。