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加速傳感器工作原理及架構(gòu).doc

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加速傳感器工作原理及架構(gòu) ，加速傳感器工作原理及架構(gòu)。
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加速傳感器工作原理及架構(gòu) 飛思卡爾傳感器產(chǎn)品主要分為三大部分：慣性傳感器、壓力傳感器與安全和報(bào)警IC。
其中，慣性傳感器 即為加速傳感器，可以用于偵測(cè)傾斜、振動(dòng)及撞擊，因此可以用在汽車乘客安全、振動(dòng)監(jiān)控、 運(yùn)動(dòng)診斷、 防盜裝置、 電器平衡、 地震檢測(cè)、 傾角/傾斜儀及便攜式電子設(shè)備中。
加速傳感器可用來偵測(cè)X、Y、Z軸方向的加速度，以類比電壓來表示所偵測(cè)的加速度的大小，在IC內(nèi)部 主要由雙芯片構(gòu)成，即重力感測(cè)單元（負(fù)責(zé)加速度的偵測(cè)）與控制IC單元（負(fù)責(zé)信號(hào)處理）。
雙芯片可以 分開安置也可以疊放處理。
由圖1可知，X軸或Z軸的重力檢測(cè)單元將檢測(cè)到的加速度變化量信號(hào)送到電荷積分器做積分運(yùn)算，而 后進(jìn)行取樣、保持及信號(hào)放大處理，最后用低通濾波器濾除高頻噪音，在溫度補(bǔ)償處理后即可輸出加速 度信息。
此輸出之類比電壓與偵測(cè)的加速度值會(huì)維持線性比例的特性，不會(huì)受到溫度的影響。
為了說明X軸向g感測(cè)單元的感測(cè)原理，先來回顧電容的物理特性：電容值的大小與電極板的面積大小 成正比，和電極板的間隔距離成反比。
g感測(cè)單元即利用電容的原理設(shè)計(jì)出來的，在圖2中左上角的小區(qū) 塊可以看到，藍(lán)色的部分代表可移動(dòng)的電極板，而在藍(lán)色電極板的上方左偏置與下方右偏置板塊則是 固定的電極板，此時(shí)藍(lán)色電極板與左右偏置板形成兩個(gè)電容，當(dāng)藍(lán)色電極板因加速度的影響而改變與 左右偏置板的間隔，則使得電容值改變進(jìn)而促使電容電壓值的改變，因此可借此特性計(jì)算出加速度的 大小。
Z 軸向垂直g感測(cè)單元的感測(cè)原理與X軸向g感測(cè)單元的感測(cè)原理相同，只是架構(gòu)有所差異。
如圖3所示， 紅色的震動(dòng)塊代表可移動(dòng)的電極板，而綠色的頂板與藍(lán)色的底板則是固定的極板。
當(dāng)紅色的極板因?yàn)? 加速度的影響而改變與上下極板的間隔，則將產(chǎn)生電容值的改變。
因此，可借此特性計(jì)算出此加速度的 大小。
圖3中黑色的部分為彈簧裝置，用來緩沖可移動(dòng)電極板的移動(dòng)。
圖4為4 X軸向g單元的SEM照片，顯示了g感測(cè)單元的架構(gòu)，可移動(dòng)極板在兩個(gè)固定極板間左右移動(dòng)，由可移動(dòng) 極板與固定極板組成的指狀結(jié)構(gòu)是
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