什么是G-sensor

　　現(xiàn)在越來越多的智能終端設(shè)備都宣稱搭載了一款傳感器，叫G-sensor，那么這什么是一款什么樣的傳感器呢？其工作原理如何？又有什么作用呢？

　　G-sensor就是重力加速度傳感器，業(yè)界也簡(jiǎn)稱為重力傳感器。重力傳感器的工作原理是牛頓第二定律。重力傳感器它能夠感知到加速力的變化，加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，比如晃動(dòng)、跌落、上升、下降等各種移動(dòng)變化都能被G-sensor轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過微處理器的計(jì)算分析后，就能夠完成程序設(shè)計(jì)好的功能。

　　重力傳感器是將運(yùn)動(dòng)或重力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，主要用于傾斜角、慣性力、沖擊及震動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量。在測(cè)量平臺(tái)傾斜角時(shí)，將重力傳感器垂直放置于在所測(cè)平臺(tái)上，重力傳感器的敏感軸應(yīng)與傾斜平臺(tái)的軸向一致，在水平狀態(tài)下應(yīng)與水平面平行，重力傳感器的質(zhì)量塊由于受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α=g sin 的作用產(chǎn)生偏移，使重力傳感器的輸出電壓發(fā)生變化。 根據(jù)這個(gè)方向上的傾斜角可以確定出平臺(tái)的橫向傾角和縱向傾角。

　　以往，重力加速度傳感器已廣泛應(yīng)用于航空、航海以及軍事等領(lǐng)域。

應(yīng)用廣，主要用于智能終端動(dòng)作和姿態(tài)偵測(cè)

　　而隨著現(xiàn)代電子智能設(shè)備的輕薄要求以及MEMS技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在G-sensor也越做越小。其內(nèi)部是采用微電機(jī)（MEMS）技術(shù)，封裝后的尺寸已經(jīng)可以做到2*2*1毫米。

　　在智能終端中，G-sensor被用來偵測(cè)設(shè)備細(xì)微的一些變化，如置了G-sensor的MP3播放器就能根據(jù)使用者的甩動(dòng)方向，前后更換歌曲，放進(jìn)衣袋的時(shí)候也能夠計(jì)算出使用者的前進(jìn)步伐。個(gè)別高端筆記本例如IBM高端系列也內(nèi)置了G-sensor，在感知發(fā)生劇烈加速度時(shí)（如開始跌落），立即保護(hù)硬盤，避免硬盤損害�，F(xiàn)代的一些應(yīng)用例如微信的搖一搖功能使用的就是重力感應(yīng)原理。G-sensor還用在游戲和運(yùn)動(dòng)計(jì)步器等應(yīng)用中來。此外，此傳感器還可用于光學(xué)防抖等的應(yīng)用。

技術(shù)路線各不同，主要為MEMS技術(shù)的壓阻式和電容式

　　實(shí)現(xiàn)加速度的偵測(cè)，主要有以下幾種技術(shù)路線：壓電式、壓阻式、電容式和伺服式。

　　壓電式：壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計(jì)受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電組件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測(cè)加速度成正比。

　　壓阻式：基于世界領(lǐng)先的MEMS硅微加工技術(shù)，壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點(diǎn)，易于集成在各種模擬和數(shù)字電路中，廣泛應(yīng)用于汽車碰撞實(shí)驗(yàn)、測(cè)試儀器、設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

　　電容式：電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計(jì)是對(duì)比較通用的加速度傳感器。在某些領(lǐng)域無可替代，如安全氣囊，手機(jī)移動(dòng)設(shè)備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計(jì)采用了微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）工藝，在大量生產(chǎn)時(shí)變得經(jīng)濟(jì)，從而保證了較低的成本。

　　伺服式：伺服式加速度傳感器是一種死循環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)性能好、動(dòng)態(tài)范圍大和線性度好等特點(diǎn)。其工作原理，傳感器的振動(dòng)系統(tǒng)由 "m-k”系統(tǒng)組成，與一般加速度計(jì)相同，但質(zhì)量m上還接著一個(gè)電磁線圈，當(dāng)基座上有加速度輸入時(shí)，質(zhì)量塊偏離平衡位置，該位移大小由位移傳感器檢測(cè)出來，經(jīng)伺服放大器 放大后轉(zhuǎn)換為電流輸出，該電流流過電磁線圈，在永久磁鐵的磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁恢復(fù)力，力圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上，所以伺服加速度傳感器在死循環(huán)狀態(tài)下工作。由于有回饋?zhàn)饔�，增�?qiáng)了抗干擾的能力，提高測(cè)量精度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，伺服加速度 測(cè)量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中，在高精度的振動(dòng)測(cè)量和標(biāo)定中也有應(yīng)用。

衡量指標(biāo)：靈敏度很重要

　　1、靈敏度方面的技術(shù)指標(biāo)：對(duì)于一個(gè)儀器來說，一般都是靈敏度越高越好的，因?yàn)樵届`敏，對(duì)周圍環(huán)境發(fā)生的加速度的變化就越容易感受到，加速度變化大，很自然地，輸出的電壓的變化相應(yīng)地也變大，這樣測(cè)量就比較容易方便，而測(cè)量出來的數(shù)據(jù)也會(huì)比較精確的。

　　2、帶寬方面的技術(shù)指標(biāo)：帶寬指的是傳感器可以測(cè)量的有效的頻帶，比如，一個(gè)傳感器有上百HZ帶寬的就可以測(cè)量振動(dòng)，一個(gè)具有50HZ帶寬的傳感器就可以有效測(cè)量?jī)A角了。

　　3、量程方面的技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量不一樣的事物的運(yùn)動(dòng)所需要的量程都是不一樣的，要根據(jù)實(shí)際情況來衡量。

目前G-sensor供應(yīng)鏈情況：

　　現(xiàn)在適用于智能終端的G-sensor，封裝的尺寸都在3*3*1或2*2*1毫米。在這樣的尺寸中要實(shí)現(xiàn)加速力，只有借助現(xiàn)代的MEMS技術(shù)。

　　現(xiàn)在業(yè)界比較領(lǐng)先的MEMS技術(shù)的G-sensor廠商主要有BOSCH、ST、飛思卡爾等國(guó)際大廠。當(dāng)前G-sensor還是由這幾家占住主要的市場(chǎng)份額。但這些國(guó)際大廠普遍存在價(jià)格比較高，服務(wù)欠佳，供貨周期長(zhǎng)等諸多不適應(yīng)中國(guó)區(qū)市場(chǎng)的問題。

　　也有一些臺(tái)廠和大陸的廠家也參與到G-sensor的研發(fā)與制作中來，如MQ、明鋯等廠家，均有推出G-sensor，但據(jù)用戶反饋其產(chǎn)品質(zhì)量等還不是太穩(wěn)定。

　　目前，有家叫智動(dòng)全球的公司推出G-sensor加速度傳感器精度分辨率達(dá)到14bit，據(jù)了解，該廠商有自己專利，采用壓阻與電容式相結(jié)合的結(jié)構(gòu)原理，其產(chǎn)品可以與BOSCH、ST等廠家PIN對(duì)PIN切換，且擁有不錯(cuò)的性價(jià)比，是智能終端廠商G-sensor不錯(cuò)的新選擇。

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