3 軸加速度傳感器是測量 X、Y 和 Z 方向加速度的傳感器。加速度由牛頓運動定律（第二定律）定義：“當物體受到外力F時，力的方向與力F的大小成正比，與物體的質量m成反比。” ’它被定義為“產生加速度a”。用數學表達就是“F=ma”。加速度可以說是“一定時間內速度的變化量”。加速度計是測量加速度和處理信號以檢測物體的運動、振動和沖擊的傳感器。它還可以測量重力，因此如果計算重力，還可以檢測傾斜。加速度計包括壓電式、壓阻式和電容式，并根據應用進行選擇。

三軸加速度傳感器的應用

三軸加速度傳感器現已廣泛應用于各種設備中。使用示例包括以下設備：

 

1.手機

它用于通過檢測垂直和水平方向來改變屏幕的方向，并用于計步器計數。

 

2. 游戲控制器

它用于檢測控制器的運動。

 

3、汽車

它檢測車輛因負載而產生的加減速度和車身姿態，用于ABS和電子控制懸架。它還用于安全氣囊碰撞檢測。

 

4. 機器人

它用于控制機器人的位置和姿態。

 

三軸加速度傳感器原理

三軸加速度傳感器的主要類型有壓阻式、壓電式和電容式。

 

1.壓阻式三軸加速度傳感器

壓阻式加速度傳感器是一種利用壓阻效應現象的傳感器，當向壓阻元件施加力時，電阻會發生變化。壓阻元件放置在傳感器元件的可移動部分和固定部分之間的接合處，當施加加速度時，力從可移動部分施加到壓阻元件，從而改變電阻值。通過該電阻值的變化來檢測加速度。

 

2. 壓電三軸加速度傳感器

壓電加速度傳感器是利用壓電效應的傳感器，壓電效應是一種當力施加到壓電物體上時發生極化并產生電壓的現象。壓電元件放置在傳感器元件的可移動部分和固定部分之間的接合處，當施加加速度時，力從可移動部分施加到壓電元件，從而產生電荷。從該電荷變化中檢測到加速度。

 

3. 電容式三軸加速度傳感器

利用電極之間的電容變化進行檢測。傳感器元件內部有固定電極和可動電極。當施加加速度時可動電極移動，其與固定電極之間的間隙發生變化，并且電極之間的電容發生變化。根據電容的變化檢測加速度。

 

有關三軸加速度傳感器的其他信息

1. 三軸加速度傳感器應用示例

3 軸加速度傳感器是一種相對較小且易于應用的設備。因此，在人體運動分析領域的應用日益增多。

 

測量示例1：測量步行時施加到膝蓋的3軸加速度

將3軸加速度傳感器安裝在膝蓋上以收集步行時的加速度數據。

 

測量示例2：測量下肢的左右功能差異并測量下肢的脆弱性在

雙腿的膝關節兩側附接并固定3軸加速度傳感器。測量一只腳站在不穩定的板上時的“最大振幅”。

 

上述結果得出以下結果：

 

結果1：施加到膝蓋的加速度

當用3軸加速度傳感器測量時，可以同時測量膝蓋升高和降低的運動、前后運動以及左右運動的加速度。另外，通過同時測量雙腳在上述三個軸上的加速度，可以測量行走時左右膝蓋的沖擊值以及左右平衡的差異。

 

結果2：步態周期

步行時，通過測量腳跟與地面接觸的時間可以計算出步態周期。通過計算步行周期，還可以計算步行周期的平均值和分布。

 

結果3：減震功能

通過測量從腳接觸地面到加速度達到0的時間，可以測量膝蓋吸收震動的能力。

 

2. 使用3軸加速度傳感器的計步算法

下面顯示了使用 3 軸加速度傳感器識別計步器步數的算法示例。步數檢測僅使用結合了 3 個軸的 3 軸合成值，但如果參考 X、Y、Z 軸各軸的值，則將取決于傳感器面向的方向。 。

 

首先要做的是計算步行時的3軸合成值和XYZ軸值。如果傳感器向前、向后、向左、向右或對角移動，則初始移動時3軸合成值將偏離1G。

 

因此，將三軸的合成值偏離1G的時刻識別為步數。人們行走的方式不同，但3軸綜合值通常低于1G，然后高于1G。通過計算周期，可以檢測出您是慢走還是跑步的步數。