本文將討論使用雙軸加速度傳感器相比較單軸加速度傳感器有什么優(yōu)勢。以及如何根據(jù)項目要求計算加速度傳感器的最小靈敏度，以及如何進行選型。

雙軸加速度傳感器三個優(yōu)勢

降低與重力平面對齊的要求

對于單軸加速度傳感器，加速度傳感器的輸出為Ax=sin(θ)*1g，如果檢測軸與重力平面沒有很好的對齊，會影響重力加速度在檢測軸上的分量，從而影響檢測精度。

設置雙軸加速度傳感器，X軸與重力平面垂直，Y軸與重力平面平行。加速度傳感器X軸輸出值與θ的正弦值成比例Ax=sin(θ)*1g，Y軸輸出值與θ的余弦值Ay=cos(θ)*1g成比例。我們也可以把加速度傳感器X軸與Y軸輸出值相除，得到Ax/Ay = sin(θ)*1g / cos(θ)*1g =tan(θ)。這時我們可以看到，重力加速度g不再公式里面了。這代表即使XY平面與重力平面存在一定傾斜，也可以確保檢測XY平面上傾斜角的精準度。這個特性彌補了單軸加速度傳感器必須與重力平面對齊這一缺陷。

檢測角度可以擴展到360°

當360°旋轉單軸加速度傳感器時，每個加速度傳感器輸出值Ax可能會對應兩個角度。

如下圖，當角度在90°到270°，單軸加速度傳感器輸出值Ax與角度一一對應，超過這個范圍，每個輸出值Ax在360°范圍內，對應兩個傾斜角度，無法有效的區(qū)分。

而當我們使用雙軸加速度傳感器檢測360°范圍傾斜角時，設加速度傳感器兩個輸出軸Ax與Ay。并且兩個輸出軸互相垂直，這樣我們便可通過Ax與Ay的正負值來判斷旋轉角度的范圍，從而使得雙軸加速度傳感器輸出值與傾斜角度在360°范圍內一一對應。

如上圖，根據(jù)Ax與Ay的正負可以把XY平面傾斜角度分成4個象限：

第一象限：Ax+與Ay+

第二象限：Ax+與Ay-

第三象限：Ax-與Ay-

第四象限：Ax-與Ay+

然后，可以根據(jù)Ax與Ay的比值確定具體角度。

靈敏度基本恒定

雙軸加速度傳感器當θ在60°到90°變化時，X軸輸出值相對傾斜角的靈敏度下降，同時Y軸輸出相對傾斜角的靈敏度升高，兩者很好的相互補充。

設置雙軸加速度傳感器，X軸與重力平面垂直，Y軸與重力平面平行。加速度傳感器X軸輸出值與θ的正弦值成比例Ax=sin(θ)*1g，Y軸輸出值與θ的余弦值Ay=cos(θ)*1g成比例。把加速度傳感器X軸與Y軸輸出值相除，得到Ax/Ay = sin(θ)*1g / cos(θ)*1g =tan(θ)。

根據(jù)tan(θ)函數(shù)特性可以看出，隨著θ增大，增量靈敏度越來越高。同時可以看出，如果要計算系統(tǒng)最小靈敏度，可以取θ=0時輸出變化的增量。根據(jù)公式Ax=sin(θ)*1g，可以近似計算最小靈敏度。當θ=0時，S[g]= ΔAx= sin(P)*1g , 其中P為系統(tǒng)要求的最小步長。

假設應用要求最小分辨率為1°。取θ=0，步長P為1°時，靈敏度S[g]= sin（1°）=17.45mg/1°。即對應數(shù)字輸出加速度傳感器，每個LSB要區(qū)分17.45mg輸出，那么對應靈敏度最少是58LSB/g (1g/17.45mg)。

加速度傳感器的靈敏度選型

比如在Digi-Key網站上，可以根據(jù)參數(shù)篩選電子元器件的功能。對于加速度傳感器，列出了靈敏度的參數(shù)欄。

靈敏度（LSB/g<）主要針對數(shù)字輸出加速度傳感器，代表一個重力加速度（g）下，輸出能區(qū)分多少位LSB。上面已經根據(jù)應用要求推導出，假設應用要求最小分辨率為1°，靈敏度需要大于58LSB/g。那么可以根據(jù)這一結果直接在參數(shù)欄里選擇。

在參數(shù)篩選列表我們可能會發(fā)現(xiàn)，%/g來表示靈敏度。這個一般用在輸出為占空比的加速度傳感器。舉例：ADI的ADXL213AE輸出信號為占空比調制的數(shù)字信號，與加速度成比例。0g偏置=50%占空比，增加一個重力加速度，占空比改變30%。

靈敏度（mV/g）主要針對模擬輸出加速度傳感器，代表1個重力加速度下，輸出電壓的幅值。對應于模擬輸出加速度傳感器。舉個例子：ADI的ADXL203CE，其中對應靈敏度為1000mV/g。應用要求最小分辨率為1°，根據(jù)上面推導至少需要能夠分辨17.45mg/1°。那么后續(xù)的檢測電路至少需要分辨17.45mV（1000mV*17.45mg/1g）的信號。

本文小結

雙軸加速度傳感器在檢測傾斜角時，由于靈敏度基本恒定，相比較單軸加速度傳感器而言，減小了對加速度傳感器靈敏度的要求。同時，雙軸加速度傳感器不需要與重力平面對齊，并且實現(xiàn)了360°傾斜角檢測。

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