大三暑期傳感器原理實習報告-應變式加速度傳感器設計

大三暑期傳感器原理實習報告-應變式加速度傳感器設計大三暑期傳感器原理實習報告-應變式加速度傳感器設計(精選多篇)

第一篇：大三暑期傳感器原理實習報告-應變式加速度傳感器設計

文章標題：大三暑期傳感器原理實習報告-應變式加速度傳感器設計

應變式加速度傳感器設計

——大三暑期傳感器原理實習報告

(西南交大機械制造及自動化張其美19990780)

1、設計任務及技術指標

應變式加速度傳感器的結構設計、特性曲線繪制等。

測量范圍：20g；精度：1；尺寸：不大于；頻響：0.1~100hz；重量：不大于20g；共橋電壓：5v~24v（dc）。

2、結構設計

（1）采納等強度梁結構；

（2）材料選擇及尺寸確定；

a、殼體及質量塊選用碳鋼

彈性模量：（與疲憊破壞有關）

泊松比：

b、彈性元件（梁）選用鈹青銅（或硅梁）

彈性模量：

密度：

抗拉強度：

c、許用應力：（簡潔梁）取

（3）設計計算；

設計原則：

a、在最小載荷f和相應的最大繞度或位移為已知時，可先依據(jù)結構要求確定長度，然后在計算和。

b、設計時先保證有足夠的靈敏度，然后在盡可能提高（固有頻率）

c、質量塊相對于基座的位移可按下列原則確定：

當時，，其中a為被測加速度。

設計步驟：

a、先估量，忽視，確定。

取，則

b、估量和

取

c、確定

d、求

則，

e、計算參數(shù)；

取，

1、梁根部應變：

3、靜態(tài)靈敏度：（與應變片布置有關）雙臂工作時，

4、動態(tài)靈敏度：

5、梁自由端的靜繞度：

6、梁自由端的動繞度：

7、傳感器的固有頻率：

8、可測最大加速度：

（4）幅頻特性計算：要求繪制幅頻曲線

a、剛度：

b、質量；

c、阻尼比：，取0.6~0.7內(nèi)。

d、有阻尼固有頻率：

e、幅頻曲線：

f、相頻曲線：

（五）應變片的選擇：

1、應變片的選擇：選用小型硅應變片，參考規(guī)格：額定電阻：120；

靈敏度系數(shù)：；尺寸：；

最大工作電流：。

2、電橋輸出靈敏度：（1）電橋的結構；等臂、差動。

a、單臂：

b、雙臂差動：

c、四臂差動：：

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其次篇：大三暑期傳感器原理實習報告

大三暑期傳感器原理實習報告

應變式加速度傳感器設計

——大三暑期傳感器原理實習報告

(西南交大機械制造及自動化張其美19990780)

1、設計任務及技術指標

應變式加速度傳感器的結構設計、特性曲線繪制等。

測量范圍：20g；精度：1；尺寸：原創(chuàng)：.pass）供應補償功能，也可用于數(shù)碼相機的防抖。以上提到的種種創(chuàng)新應用使其成為下一代產(chǎn)品設計中必不行少的元件。

1．姿勢與動作識別

3軸加速度傳感器的應用范圍很廣，除了文中提到的嬉戲動作操控外，還能用于手持設備的姿勢識別和ui操作。例如借助3軸加速度傳感器，手持設備可實現(xiàn)畫面自動轉向。ipodtouch就內(nèi)建了此功能，設備顯示的畫面和信息會依據(jù)用戶的動作而自動旋轉。其通過內(nèi)部傳感器對重力向量的方向檢測來確定設備處于水平或垂直狀態(tài)，并自動調(diào)整顯示狀態(tài)，給用戶帶來便利。

傳感器對震驚的感知性能也可將以前傳統(tǒng)的按鍵動作變化為震驚，用戶可通過單次或多次震驚來進行功能的選擇，如曲目的選擇、音量掌握等。此外，該功能還可擴展至對用戶界面元素的操控。如屏幕顯示內(nèi)容的上下左右等方向的掃瞄可通過傾斜手持設備來完成。

2．趣味性擴展功能

3軸加速度傳感器對用戶操控動作的轉變還可轉化為很多趣味性的擴展功能上，如虛擬樂器、虛擬骰子嬉戲，以及“閃訊”（.ems傳感器和一枚asic接口芯片兩部分，前者內(nèi)部有成群移動的電子，主要測量xy及z軸的區(qū)域，后者則將電容值的變化轉換為電壓輸出。

文中所述的傳感器和asic接口芯片兩部分都可以采納cmos制程來生產(chǎn)，而在目前的實際生產(chǎn)制造中，由于二者實現(xiàn)技術上的差異，這兩部分大都會通過不同的加工流程來生產(chǎn)，再最終封裝整合到一起成為系統(tǒng)單封裝芯片（sip）。封裝形式可采納堆疊（stacked）或并排（side-by-side）。

手持設備設計的關鍵之一是尺寸的小巧。目前st采納先進lga封裝的加速度傳感器的尺寸僅有3x5x1mm，非常適合便攜式移動設備的應用。但考慮到用戶對尺寸可能提出的進一步需求，加速度傳感器的設計要實現(xiàn)更小的尺寸、更高的性能和更低的成本；其檢測與混合訊號單元也會朝向晶圓級封裝（wlp）進展。

下一代產(chǎn)品的設計永久是st關注的要點。就加速度傳感器的進展而言，單芯片結構自然是必定的趨勢之一。目前將mems傳感器與cmos接口芯片整合的過程是最耗費成本的加工環(huán)節(jié)，假如能實現(xiàn)單芯片的設計，其優(yōu)點不言而喻，封裝與測試的成本必定會大幅度降低。加速度傳感器選用要點

加速度傳感器針對不同的應用場景，也在特性上體現(xiàn)為不同的規(guī)格。用戶需依據(jù)自身的詳細需要選取最適合的產(chǎn)品。如上文提到的汽車車身沖擊傳感器或洗衣機等家電的振動傳感器等來說，需選用高頻（50~100hz）的加速度傳感器；對于硬盤的跌落和振動愛護，需要中頻（20~50hz）以上的加速度傳感器；而手持設備的姿勢識別和動作檢測只需低頻（0~20hz）產(chǎn)品即可。

線形加速度傳感器的選取還需要考慮滿量程（fullscale，fs）、靈敏度及解析度等元件的特性。滿量程表示傳感器可測量的最大值和最小值間的范圍；靈敏度與adc等級有關，是產(chǎn)生測量輸出值的最小輸入值；解析度則表示了輸入?yún)?shù)最小增量。

除此之外，加速度傳感器按輸出的不同還可分為模擬式和數(shù)字式兩種。其中模擬式加速度傳感器輸出值為電壓，還需要在系統(tǒng)中添加模數(shù)轉換（adc）；數(shù)字式加速度傳感器的接口芯片中已經(jīng)集成了adc電路，可直接以spi或i2c等實現(xiàn)數(shù)字傳輸。數(shù)字式產(chǎn)品在成本上也有肯定優(yōu)勢，由于高質量adc通常比較昂貴，價格甚至可超過傳感器部分的單獨售價。結論

wii憑借加速度傳感器為市場帶來前所未有的革命性的操控方式。3軸加速度傳感器為消費電子類產(chǎn)品，尤其是手持設備的各方面設計都帶來更多的創(chuàng)新性，在短期內(nèi)必定會獲得市場的勝利。而在將來的電子產(chǎn)品中，多傳感器將是一個重要的進展趨勢，其會讓電子產(chǎn)品在使用上更加人性化；此外，