【導(dǎo)讀】加速度傳感器元件的基本構(gòu)成包括主體、彈簧和慣性質(zhì)體。加速度測(cè)量的原理十分簡(jiǎn)單并且相當(dāng)可靠，其理論基礎(chǔ)為與慣性質(zhì)量有關(guān)的牛頓第二定律。
當(dāng)傳感器主體的速度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生隨著速度變化而變化的力，該力將通過(guò)彈簧被施加于慣性質(zhì)體上。具體來(lái)說(shuō)，首先該力使彈簧發(fā)生彎曲，然后元件主體與慣性質(zhì)體的距離會(huì)與加速度成比例地發(fā)生變化。
傳感器的工作原理會(huì)根據(jù)主體與慣性質(zhì)體相對(duì)移動(dòng)的檢測(cè)方式的不同而有所差異。電容式傳感器，主體與慣性質(zhì)體是相互絕緣的，通過(guò)測(cè)量電容來(lái)檢測(cè)加速度。當(dāng)主體與慣性質(zhì)體之間的距離減小時(shí)，電容就會(huì)增加，電流會(huì)向傳感器的信號(hào)處理IC流動(dòng)。距離增加時(shí)，情況則會(huì)相反。傳感器可將主體的加速度轉(zhuǎn)化為電流、電荷、電壓三者之一從而進(jìn)行測(cè)量。
核心技術(shù)，傳感器可通過(guò)微小的電容變化來(lái)進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，該模式特別適合被用于檢測(cè)傳感器的細(xì)微運(yùn)動(dòng)，且性能卓越。加速度傳感元件是以單晶硅和玻璃為材料制成的，因此傳感器產(chǎn)品可輕松應(yīng)對(duì)使用時(shí)間和溫度變化帶來(lái)的各種挑戰(zhàn)，具有出色的可靠性和穩(wěn)定性以及前所未有精度。
量程1g的傳感元件能夠承受超過(guò)50,000g標(biāo)準(zhǔn)的加速度 (1g=地球引力所產(chǎn)生的重力加速度) 。電容式的傳感元件不僅能夠測(cè)量正負(fù)兩個(gè)方向的加速度，還能檢測(cè)靜止加速度和振動(dòng)。
Low-G加速度傳感器和傾斜傳感器的核心部分，是兩個(gè)位置對(duì)稱的以體型微加工技術(shù)制成的具有電容特性的加速度傳感器元件。對(duì)稱的結(jié)構(gòu)不僅減小了溫度依賴性和它軸靈敏度，還提升了線性。密封性是通過(guò)以陽(yáng)極接合的方式使晶元相互接合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
因此，傳感元件的封裝變得更容易，可靠性也更好，同時(shí)傳感器內(nèi)阻尼氣體的使用也成為可能。
3軸檢測(cè)
3軸加速度傳感器的設(shè)計(jì)理念是始終沿襲使用1軸加速度傳感器的方式。3軸加速度傳感器元件所用到的技術(shù)包括由1軸加速度傳感器發(fā)展而來(lái)的技術(shù)，Bulk MEMS工藝以及電容檢測(cè)結(jié)構(gòu)等。
傳感器元件元件內(nèi)部有多個(gè)質(zhì)量塊，這些通過(guò)分散MEMS技術(shù)加工出的質(zhì)量塊被晶元表面周圍的扭轉(zhuǎn)彈簧支撐著。與表面MEMS工藝相比，厚度和重量都更大，從而可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和低噪音。
最終的檢測(cè)結(jié)果由將多個(gè)質(zhì)量塊的檢測(cè)結(jié)果矢量疊加得到的。質(zhì)量塊的上下兩側(cè)具有電容檢測(cè)的功能。當(dāng)質(zhì)量塊被施加一個(gè)加速度時(shí)，通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的作用，質(zhì)量塊會(huì)向旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)，從而質(zhì)量塊上下兩側(cè)的電容會(huì)隨之發(fā)生變化。
多個(gè)質(zhì)量塊的矢量組成通過(guò)內(nèi)部的ASIC進(jìn)行合成計(jì)算，就能輸出傳感器X,Y,Z三個(gè)方向的加速度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果就能夠?qū)崿F(xiàn)3軸的高精度線性響應(yīng)。
