什么是惯性传感器?惯性传感器的应用领域

      本文我们主要就什么是惯性传感器及惯性传感器的应用领域这两个问题进行开展介绍。

一、什么是惯性传感器?

      惯性传感器用于将惯性力转换为可测量的电信号，以测量物体的加速度、倾斜度和振动。微加工技术使得使用单晶硅传感器元件生产 MEMS（微机电系统）惯性传感器成为可能（点击这里了解什么是MEMS惯性传感器）。这些微米尺寸的传感器满足所有主要的系统设计驱动因素，例如低成本、高性能、高精度和小尺寸。基于与宏观惯性传感器相同的原理，MEMS 惯性传感器可以使用尺寸小至几微米的传感器单元检测几米长物体的位置、方向和加速度的最细微变化。

      MEMS 惯性传感器主要有两种类型——测量一个或多个轴的线性加速度的加速度计，以及测量角运动的陀螺仪。这些传感器专为特定应用而制造，因为每种应用都需要具有不同带宽、分辨率和动态范围的惯性传感器。例如，汽车安全气囊释放系统中使用的惯性传感器必须具有高达 0.5 KHz 的带宽、约 500 mG 的分辨率和约 +/-100G 的动态范围。虽然用于空间微重力测量仪器的惯性传感器可以具有 0-10 Hz 的带宽，但必须具有 < 1 µG 的精确分辨率和小于 +/- 1G 的动态范围。

      惯性传感器通常是任何应用程序或设备中较大控制系统的一部分。仅仅关于物体的加速度或角运动的信息是没有用的。从惯性传感器收集的信息始终用于控制设备本身的运动或用于激活执行器，例如打开汽车的安全气囊。谈完了什么是惯性传感器，接下来我们来介绍下惯性传感器的应用领域。

二、惯性传感器的应用领域

      曾经有一段时间，制造惯性传感器是一件耗资巨大的事情，而且惯性传感器的应用领域仅限于军事和航空航天应用。 MEMS 惯性传感器的发展开启了惯性传感器在汽车和各种消费电子领域的可能性和用途。

      在汽车行业，加速度计用于安全气囊释放控制、牵引力控制、安全带控制、主动悬架、防抱死制动系统 (ABS) 和监测车辆振动。陀螺仪用于翻车保护、自动指示器、动力转向和控制车辆动态。

      在消费领域，惯性传感器用于各种应用，如摄像机的平台稳定、虚拟现实耳机、计算机的指点设备、智能玩具和游戏键盘。现在所有的智能手机和平板电脑都有用于检测屏幕旋转、游戏和增强现实应用的惯性传感器。

      惯性传感器还用于监控机器人操纵器和无人驾驶机器人车辆的位置和方向。在医疗应用中，这些传感器用于监测患有特定疾病的患者，例如监测患有帕金森病的患者。高端惯性传感器用于军事和航空航天应用，如智能弹药、飞机动力学控制、碰撞检测、飞机座椅弹射系统和微重力测量。

      随着智能制造技术的不断发展，惯性传感器的应用领域也越来越广泛，比如在无人驾驶、工业机器人手臂、医疗、农业等领域也越来越广泛应用到。