加速度计和陀螺仪传感器：原理、检测及应用

　　物体重心的模拟电压通过电荷放大、信号调理、解调及低通滤波，然后利用Σ-Δ ADC将其转换为数字信号。将ADC输出的数字比特流送至FIFO缓存器，后者将串行信号转换为并行数据流。随后，可通过诸如I2C或SPI等串行协议读取数据流，再将其送至主机做进一步处理(图5)。

　　Σ-Δ ADC具有信号带宽较窄，分辨率非常高，适合加速度计应用。Σ-Δ ADC输出由其位数决定，很容易转换成“g” (单位)，用于加速度计算。“g”为重力加速度。

　　例如，10位ADC的满幅读数为(210 - 1=1023，以3.3V为基准，如果X轴读数为600，那么我们即可利用下式得出X轴的电压：

　　每个加速度都具有零点加速度对应的电压，该电压对应于0g。我们首先计算相对于零加速度0g电压的偏移(在数据资料中给出，假设为1.65V)：

　　现在，为进行最终转换，我们将0.29V除以加速度计的灵敏度(在数据资料中给出，假设为0.475 V/g)：

　　4 多轴加速度计

　　下面，我们结合图3并以一个实际的加速度计为例进行讨论(图6)。

　　我们可清晰地将加速度计的每个元件与其力学模型关联起来。

　　将加速度计进行简单组装(90度，如图7所示)，即可得到较精密应用所需的2轴加速度计。

　　有两种方法可构建两轴加速度计：将两个不同的单轴加速度计传感器互相垂直安装;使用单个质量块，利用电容传感器测量沿两个轴向的运动。

　　5 选择加速度计

　　为指定应用选择加速度计时，考虑以下关键特性非常重要：

　　1. 带宽 (Hz)：传感器的带宽表示加速度计能够响应的振动频率范围，或者能够获取可靠读数的频率。人类不可能产生超出10Hz-12Hz范围的运动。所以，对于检测倾斜或人体运动来说，40Hz至60Hz采样带宽足以满足要求。