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加速度計是裝置，其測量加速度，這是的變化率的速度的一個對象。它們以米/秒平方（m / s 2）或G力（g）為單位。在地球上，我們這里的一個G力等效于9.8 m / s 2，但這確實會隨著高度的變化而變化（由于重力的變化，在不同的行星上它的值會有所不同）。加速度計可用于感測系統中的振動或定向應用。

ADXL345接線板

加速度計的工作原理

加速度計是一種機電設備，可感應靜態或動態加速度。靜態力包括重力，而動態力可以包括振動和運動。

加速度計的測量軸

加速度計可以測量一，二或三軸上的加速度。隨著3軸單元開發成本的降低，它們變得越來越普遍。

通常，加速度計內部包含電容板。其中一些是固定的，而另一些則固定在微小的彈簧上，這些微小的彈簧會隨著加速度作用在傳感器上而在內部移動。當這些板相對于彼此移動時，它們之間的電容改變。根據電容的這些變化，可以確定加速度。

其他加速度計可以以壓電材料為中心。當置于機械應力（例如加速度）下時，這些微小的晶體結構會輸出電荷。

加速度計工作原理的表示

壓電加速度計內部的一個例子

對于大多數加速度計，操作所需的基本連接是電源和通信線路。與往常一樣，請閱讀數據表以確保正確連接。

通訊介面

加速度計將通過模擬，數字或脈寬調制的連接接口進行通信。

模擬 -具有模擬接口的加速度計通過變化的電壓水平顯示加速度。這些值通常在接地和電源電壓電平之間波動。然后可以使用微控制器上的ADC讀取該值。這些通常比數字加速度計便宜。

數字 -具有數字接口的加速度計可以通過SPI或I 2 C通信協議進行通信。與模擬加速度計相比，它們往往具有更多的功能并且不易受到噪聲的影響。

脈沖寬度調制（PWM） -加速計，超過輸出數據的脈沖寬度調制（PWM）輸出的方波已知周期，但占空比與加速度的變化而變化。

功率

加速度計通常是低功率設備。所需電流通常在5V或更低的電源電壓范圍內，在微（μ）或毫安范圍內。電流消耗可以根據設置而變化（例如，省電模式與標準操作模式）。這些不同的模式可以使加速度計非常適合電池供電的應用。

確保正確的邏輯電平匹配，尤其是與數字接口匹配的邏輯電平。

如何選擇加速度計

在選擇使用哪個加速度計時，需要考慮多個功能，包括電源要求和通信接口，如前所述。以下是要考慮的其他功能。

范圍

大多數加速度計將具有可以測量的力的可選范圍。這些范圍可以從±1g到±250g不等。通常，范圍越小，加速度計的讀數越敏感。例如，要測量桌面上的微小振動，使用小范圍的加速度計會比使用250g的范圍（更適合火箭）提供更詳細的數據。

該ADXL362三軸加速度計可以測量±2G，±4g和±8克。

附加功能

一些加速度計包括諸如抽頭檢測（適用于低功率應用），自由落體檢測（用于主動硬盤保護），溫度補償（以提高航位推算情況下的精度）和0-g范圍感應等功能。購買加速度計時要考慮的其他功能。加速度計上對這些類型的功能的需求將由結合了加速度計的應用來確定。

還提供IMU （慣性測量單元），它們可以將加速度計，陀螺儀，甚至偶爾將磁力計包括在單個IC封裝或板中。其中的一些示例包括MPU6050和MPU9150。這些通常用于運動跟蹤應用程序和無人機制導系統，其中物體的位置和方向很重要。