大三暑期传感器原理实习报告-应变式加速度传感器设计(精选多篇)

第一篇：大三暑期传感器原理实习报告-应变式加速度传感器设计

文章标题：大三暑期传感器原理实习报告-应变式加速度传感器设计

应变式加速度传感器设计

——大三暑期传感器原理实习报告

(西南交大机械制造及自动化张其美19990780)

1、设计任务及技术指标

应变式加速度传感器的结构设计、特性曲线绘制等。

测量范围：20g；精度：1；尺寸：不大于；频响：0.1~100hz；重量：不大于20g；共桥电压：5v~24v（dc）。

2、结构设计

（1）采用等强度梁结构；

（2）材料选择及尺寸确定；

a、壳体及质量块选用碳钢

弹性模量：（与疲劳破坏有关）

泊松比：

b、弹性元件（梁）选用铍青铜（或硅梁）

弹性模量：

密度：

抗拉强度：

c、许用应力：（简单梁）取

（3）设计计算；

设计原则：

a、在最小载荷f和相应的最大绕度或位移为已知时，可先根据结构要求确定长度，然后在计算和。

b、设计时先保证有足够的灵敏度，然后在尽可能提高（固有频率）

c、质量块相对于基座的位移可按下列原则确定：

当时，，其中a为被测加速度。

设计步骤：

a、先估计，忽略，确定。

取，则

b、估计和

取

c、确定

d、求

则，

e、计算参数；

取，

1、梁根部应变：

3、静态灵敏度：（与应变片布置有关）双臂工作时，

4、动态灵敏度：

5、梁自由端的静绕度：

6、梁自由端的动绕度：

7、传感器的固有频率：

8、可测最大加速度：

（4）幅频特性计算：要求绘制幅频曲线

a、刚度：

b、质量；

c、阻尼比：，取0.6~0.7内。

d、有阻尼固有频率：

e、幅频曲线：

f、相频曲线：

（五）应变片的选择：

1、应变片的选择：选用小型硅应变片，参考规格：额定电阻：120；

灵敏度系数：；尺寸：；

最大工作电流：。

2、电桥输出灵敏度：（1）电桥的结构；等臂、差动。

a、单臂：

b、双臂差动：

c、四臂差动：：

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第二篇：大三暑期传感器原理实习报告

大三暑期传感器原理实习报告

应变式加速度传感器设计

——大三暑期传感器原理实习报告

(西南交大机械制造及自动化张其美19990780)

1、设计任务及技术指标

应变式加速度传感器的结构设计、特性曲线绘制等。

测量范围：20g；精度：1；尺寸：原创：www.bsmz.netpass）提供补偿功能，也可用于数码相机的防抖。以上提到的种种创新应用使其成为下一代产品设计中必不可少的元件。

1．姿态与动作识别

3轴加速度传感器的应用范围很广，除了文中提到的游戏动作操控外，还能用于手持设备的姿态识别和ui操作。例如借助3轴加速度传感器，手持设备可实现画面自动转向。ipod touch就内建了此功能，设备显示的画面和信息会根据用户的动作而自动旋转。其通过内部传感器对重力向量的方向检测来确定设备处于水平或垂直状态，并自动调整显示状态，给用户带来方便。

传感器对震动的感知性能也可将以前传统的按键动作变化为震动，用户可通过单次或多次震动来进行功能的选择，如曲目的选择、音量控制等。此外，该功能还可扩展至对用户界面元素的操控。如屏幕显示内容的上下左右等方向的浏览可通过倾斜手持设备来完成。

2．趣味性扩展功能

3轴加速度传感器对用户操控动作的转变还可转化为许多趣味性的扩展功能上，如虚拟乐器、虚拟骰子游戏，以及“闪讯”（www.bsmz.netems传感器和一枚asic接口芯片两部分，前者内部有成群移动的电子，主要测量xy及z轴的区域，后者则将电容值的变化转换为电压输出。

文中所述的传感器和asic接口芯片两部分都可以采用cmos制程来生产，而在目前的实际生产制造中，由于二者实现技术上的差异，这两部分大都会通过不同的加工流程来生产，再最终封装整合到一起成为系统单封装芯片（sip）。封装形式可采用堆叠（stacked）或并排（side-by-side）。

手持设备设计的关键之一是尺寸的小巧。目前st采用先进lga封装的加速度传感器的尺寸仅有3 x 5 x 1mm，十分适合便携式移动设备的应用。但考虑到用户对尺寸可能提出的进一步需求，加速度传感器的设计要实现更小的尺寸、更高的性能和更低的成本；其检测与混合讯号单元也会朝向晶圆级封装（wlp）发展。

下一代产品的设计永远是st关注的要点。就加速度传感器的发展而言，单芯片结构自然是必然的趋势之一。目前将mems传感器与cmos接口芯片整合的过程是最耗费成本的加工环节，如果能实现单芯片的设计，其优点不言而喻，封装与测试的成本必然会大幅度降低。加速度传感器选用要点

加速度传感器针对不同的应用场景，也在特性上体现为不同的规格。用户需根据自身的具体需要选取最适合的产品。如上文提到的汽车车身冲击传感器或洗衣机等家电的振动传感器等来说，需选用高频（50~100hz）的加速度传感器；对于硬盘的跌落和振动保护，需要中频（20~50hz）以上的加速度传感器；而手持设备的姿态识别和动作检测只需低频（0~20hz）产品即可。

线形加速度传感器的选取还需要考虑满量程（full scale，fs）、灵敏度及解析度等元件的特性。满量程表示传感器可测量的最大值和最小值间的范围；灵敏度与adc等级有关，是产生测量输出值的最小输入值；解析度则表示了输入参数最小增量。

除此之外，加速度传感器按输出的不同还可分为模拟式和数字式两种。其中模拟式加速度传感器输出值为电压，还需要在系统中添加模数转换（adc）；数字式加速度传感器的接口芯片中已经集成了adc电路，可直接以spi或i2c等实现数字传输。数字式产品在成本上也有一定优势，因为高质量adc通常比较昂贵，价格甚至可超过传感器部分的单独售价。结论

wii凭借加速度传感器为市场带来前所未有的革命性的操控方式。3轴加速度传感器为消费电子类产品，尤其是手持设备的各方面设计都带来更多的创新性，在短期内必然会获得市场的成功。而在未来的电子产品中，多传感器将是一个重要的发展趋势，其会让电子产品在使用上更加人性化；此外，为了缩小产品尺寸和提高产品的应用价值，混合式感测器（hybrid sensor），如加速度传感器与陀螺仪的集成，也必然是一个发展方向，多功能混合式传感器必将以其较高的附加价值和用户操控体验占领高端市场；同时随着技术的进步，单一功能结构的传感器也将向低端市场推广和普及。

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