加速度传感器 能够测量各个方向上的加速度，由此可以计算出倾斜角。在汽车、可穿戴设备以及到工业系统中都有广泛的应用。本文介绍单轴加速度传感器应用过程中的两个设计要点。
单轴加速度传感器两个设计要点：
- 单轴加速度传感器 检测倾斜角时，检测轴垂直于重力平面还是平行于重力平面？
单轴加速度传感器可以用在比较简单应用，比如简单的有限角度倾斜角检测。拿检测汽车的倾斜角来举例。为了防止汽车侧滑和翻车，一般汽车会采用一个加速度传感器来检测汽车的倾斜角。此时检测轴应该垂直于重力平面。因为检测轴与重力平面垂直时，加速度传感器对于小角度变化的敏感度比较高，而汽车倾斜的角度一般不会太大。下面我们对比这两种安装方式的区别。
如下图，坡度角θ。下图左边，检测轴X轴垂直于重力平面（坡度为0时），此时加速度传感器的输出Ax=sin(θ)*1g。下图右边，检测轴Z轴平行于重力平面（坡度为0时），此时加速度传感器的输出Az=cos(θ)*1g。
我们把这两种方式集中到一个图。来对比两种方式下，加速度传感器的输出变化。下图中，红色线段的长度，对应检测轴垂直于重力平面时，加速度传感器的输出。绿色线段的长度，对应检测轴平行于重力平面时，加速度传感器的输出。
可以看出，当θ从0°到30°变化时，红色线段变化明显，而绿色线段则变化不明显。可以看出在倾斜角小角度变化时，检测轴垂直于重力平面的安装方式，得到的灵敏度更高。 现实世界中，道路上的绝大多数斜坡坡度不会超过30°。因此在检测汽车倾斜角的方案中，如果使用单轴加速度传感器，设置检测轴方向垂直于重力平面方向比较合适。当然，如果倾斜角度在60°到90°范围内，由于加速度传感器与倾斜角度成sin（θ）函数的关系，加速度传感器对角度变化的敏感度降低。
- 如何根据应用要求，来计算单轴加速度传感器最小灵敏度呢？
假设实际应用要求倾斜角检测范围在-63°到+63°之间，并且检测结果可以精确到1°。首先，引入增量灵敏度慨念，增量灵敏等于每个倾斜角步进对应的输出增量，单位以mg显示。S[g] = 1g*(sin(θ+P)-sin(θ))，（θ为当前角度，P为步长），增量灵敏度反应了输出变化大小。设倾斜角度θ为X, 对应的增量灵敏度S[g]为Y作图，得到
图 3 步进为1°时，增量灵敏度曲线
为了满足应用在整个倾斜角检测范围内分辨率的要求，可以利用上图的曲线来确定系统的最小灵敏度。假设应用要求最小分辨率为1°，倾斜角检测范围在-63°到+63°之间。根据上图, 增量灵敏度在倾斜角0°到90°变化时, 逐渐变小，当到达63°时，灵敏度降至4.074mg/1°。对于数字输出加速度传感器，灵敏度一般使用LSB/g来表示。LSB为最低有效位，g为重力加速度。每个LSB要区分4.074mg输出, 那么对应灵敏度最少是 246LSB/g (1g/4.074mg)。在选择加速度传感器时，应保证加速度传感器的灵敏度大于计算所得的最小灵敏度。
总结：
单轴加速度传感器适用于那些倾斜角范围比较小，倾斜位置比较固定的应用。在很多实际应用中，倾斜角变化范围可能会在0°到360°。此时使用双轴或者三轴加速度传感器更加适合。使用双轴或者三轴加速度传感器在检测倾斜角应用上与单轴加速度传感器有什么优势以及不同处呢？请看“加速度传感器检测倾斜角 – 双轴加速度传感器”与“加速度传感器检测倾斜角 – 三轴加速度传感器”
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