加速度計——幻想與現實

　　作為ADI公司緊湊的低成本、重力敏感型iMEMS®加速度計的應用支持工程師，我們有機會聽到許多有關如何運用加速度計的創(chuàng)意想法，但有些想法違背了物理定律!我們依據實現這些想法的可能性，非正式地對其中一些予以評定：

　　· 現實——切實可行，目前并已經實現的實際應用。

　　· 幻想——如果我們有更先進的技術就可能實現的應用。

　　· 想入非非——我們能想到的任何實際實施方案將會違背物理定律。

　　洗衣機負荷平衡。洗衣機高速旋轉時，負荷不平衡將導致洗衣機搖晃，如果不加以限制，洗衣機甚至能在地板上“走動”起來。利用加速度計檢測旋轉期間的加速度。如果存在不平衡，洗衣機將來回抖動滾筒以重新分布負荷，直至負荷達到平衡為止。

　　現實。負荷平衡更佳時，旋轉速度可以更快，從而將更多水從衣服中甩出，使甩干過程能效更高，這可是當今大力倡導的事情!還有一個好處是滾筒運動減震所需的機械部件將更少，使得整體系統(tǒng)更輕，成本更低。如果實施得當，馬達的峰值負荷更低，傳動和軸承系統(tǒng)的使用壽命將得以延長。這項應用已經實現。

　　機械健康狀況監(jiān)控。許多行業(yè)按照預防性維修日程計劃更換或徹底檢修機械設備，尤其在人們無法容忍無計劃停機的應用中。因此，許多行業(yè)經常過早地花費巨資改造尚有很長使用壽命的機械。將加速度計嵌入軸承或其它旋轉設備中，就可以延長其使用壽命，而不用擔心突發(fā)故障。加速度計通過檢測軸承或其它旋轉設備的振動，確定其工作狀況。

　　現實。利用軸承的振動“特征”來確定其狀況是業(yè)界公認且成熟的設備維護方法，但為了獲得精確結果，需要較寬的測量帶寬。在ADXL001推出之前，加速度計和相關信號調理設備的成本非常高?，F在，具有寬帶寬(22 kHz)和內部信號調理功能的ADXL001已成為低成本軸承維護應用的理想之選。

　　自動校平。加速度計測量大型機器或活動房屋等物體的絕對傾斜度。微控制器利用該傾斜信息自動校平物體。

　　介于現實和幻想之間(取決于應用)。自動校平是一項要求極高的應用，要求絕對精確。表面微加工加速度計具有極高的分辨率，但高精度(優(yōu)于1°傾斜度)的絕對傾斜度測量對溫度穩(wěn)定性和遲滯性能的要求極高，采用當今的表面微加工加速度計無法實現。對于溫度范圍適中的應用，ADXL203等高穩(wěn)定性加速度計可以勝任。對于寬溫度范圍、絕對精度要求在±5°以內的應用，這些加速度計也能處理。但是，要在寬溫度范圍內實現更精確的校平，則需要外部溫度補償。即使利用外部溫度補償，仍然難以實現優(yōu)于±0.5°傾斜度的絕對精度。有些應用目前已經實現。

　　手機的人機界面。微控制器借助加速度計識別用戶手勢，從而實現對移動設備的單手控制。

　　現實。手機屏幕占用了控制區(qū)域的大部分可用面積。手機制造商可以將加速度計用于用戶界面功能，以便增加“無按鈕”特性，例如單振/雙振(模擬鼠標單擊/雙擊)、屏幕旋轉、傾斜控制的滾動、基于方向的振鈴控制等。此外，手機制造商可以利用加速度計改善導航功能的精度和使用性能，以及開發(fā)其它新應用。這項應用目前已經實現。

　　汽車報警。加速度計檢測汽車是否被頂起或被拖車抓起，如果是則報警。

　　現實。最常見的偷車手法之一是直接用拖車拖走。傳統(tǒng)的汽車報警對此無能為力。沖擊檢測器無法測量傾斜度的變化，點火禁用系統(tǒng)也不起作用。本應用利用ADXL213的高分辨率能力。如果加速度計測量到傾斜度變化超過每分鐘0.5°，汽車就發(fā)出警報——但愿能嚇跑竊賊。這需要良好的溫度穩(wěn)定性，沒有人希望自己的汽車因為天氣變化而發(fā)出警報，因此高度穩(wěn)定的ADXL213可謂理想選擇。這項應用目前已在OEM和售后汽車防盜系統(tǒng)中實現。