加速度计是装置，其测量加速度，这是的变化率的速度的一个对象。它们以米/秒平方（m / s 2）或G力（g）为单位。在地球上，我们这里的一个G力等效于9.8 m / s 2，但这确实会随着高度的变化而变化（由于重力的变化，在不同的行星上它的值会有所不同）。加速度计可用于感测系统中的振动或定向应用。

ADXL345接线板

加速度计的工作原理

加速度计是一种机电设备，可感应静态或动态加速度。静态力包括重力，而动态力可以包括振动和运动。

加速度计的测量轴

加速度计可以测量一，二或三轴上的加速度。随着3轴单元开发成本的降低，它们变得越来越普遍。

通常，加速度计内部包含电容板。其中一些是固定的，而另一些则固定在微小的弹簧上，这些微小的弹簧会随着加速度作用在传感器上而在内部移动。当这些板相对于彼此移动时，它们之间的电容改变。根据电容的这些变化，可以确定加速度。

其他加速度计可以以压电材料为中心。当置于机械应力（例如加速度）下时，这些微小的晶体结构会输出电荷。

加速度计工作原理的表示

压电加速度计内部的一个例子

对于大多数加速度计，操作所需的基本连接是电源和通信线路。与往常一样，请阅读数据表以确保正确连接。

通讯介面

加速度计将通过模拟，数字或脉宽调制的连接接口进行通信。

模拟 -具有模拟接口的加速度计通过变化的电压水平显示加速度。这些值通常在接地和电源电压电平之间波动。然后可以使用微控制器上的ADC读取该值。这些通常比数字加速度计便宜。

数字 -具有数字接口的加速度计可以通过SPI或I 2 C通信协议进行通信。与模拟加速度计相比，它们往往具有更多的功能并且不易受到噪声的影响。

脉冲宽度调制（PWM） -加速计，超过输出数据的脉冲宽度调制（PWM）输出的方波已知周期，但占空比与加速度的变化而变化。

功率

加速度计通常是低功率设备。所需电流通常在5V或更低的电源电压范围内，在微（μ）或毫安范围内。电流消耗可以根据设置而变化（例如，省电模式与标准操作模式）。这些不同的模式可以使加速度计非常适合电池供电的应用。

确保正确的逻辑电平匹配，尤其是与数字接口匹配的逻辑电平。

如何选择加速度计

在选择使用哪个加速度计时，需要考虑多个功能，包括电源要求和通信接口，如前所述。以下是要考虑的其他功能。

范围

大多数加速度计将具有可以测量的力的可选范围。这些范围可以从±1g到±250g不等。通常，范围越小，加速度计的读数越敏感。例如，要测量桌面上的微小振动，使用小范围的加速度计会比使用250g的范围（更适合火箭）提供更详细的数据。

该ADXL362三轴加速度计可以测量±2G，±4g和±8克。

附加功能

一些加速度计包括诸如抽头检测（适用于低功率应用），自由落体检测（用于主动硬盘保护），温度补偿（以提高航位推算情况下的精度）和0-g范围感应等功能。购买加速度计时要考虑的其他功能。加速度计上对这些类型的功能的需求将由结合了加速度计的应用来确定。

还提供IMU （惯性测量单元），它们可以将加速度计，陀螺仪，甚至偶尔将磁力计包括在单个IC封装或板中。其中的一些示例包括MPU6050和MPU9150。这些通常用于运动跟踪应用程序和无人机制导系统，其中物体的位置和方向很重要。