加速度計

概念定義

加速度計（Accelerometer），又稱加速度儀，係一種慣性傳感器，用於量度載體喺各個坐標軸方向上嘅線性加速度，亦可以量度運動物體嘅振動參數。佢將物體運動造成嘅機械變化轉換成電信號，令相關系統可以記錄、分析或者利用加速度資料。

加速度計嘅核心原理建基於牛頓第二定律。當載體加速或者產生振動時，傳感器內部嘅質量塊會因慣性而出現位移或者受力變化；感測結構偵測呢種變化，再將佢轉換成可處理嘅電信號。通過量度唔同坐標軸上嘅反應，裝置可以分別取得各方向嘅線性加速度資料。

加速度計亦可用於振動量度。持續記錄加速度信號，可以反映物體運動或者設備振動嘅變化，供控制、監測及測試系統使用。

基本加速度計由加速度傳感器同放大器組成。傳感器負責感應質量塊嘅位移或者受力，放大器就處理感測所得嘅信號，方便後續記錄及分析。按感測及轉換方式劃分，加速度計包括壓電式、電容式、壓阻式、熱感式同光纖式等類型。

微機電系統（MEMS）亦係加速度計嘅重要技術形式。高性能MEMS加速度計嘅發展方向包括提高精度、降低噪聲及擴闊動態範圍；相關設計亦會同力傳感器、傾角傳感器等元件整合，形成具備多種感測功能嘅複合傳感器。光學MEMS加速度計嘅設計亦有採用碳化硅材料。

智能手機利用加速度計進行姿態感應，將裝置運動轉化為系統可使用嘅感測資料。汽車領域會將加速度計應用於安全氣囊、電子穩定系統（ESP）等安全系統，用以取得車輛運動相關信號。

工業設備會以加速度計監測振動，協助記錄設備運行時嘅振動狀態。航空航天系統就會將佢用於導航及制導；機械人、運動與健康監測、醫療健康、土木工程安全監測以及科研測試亦有使用加速度計。

加速度計技術持續向小型化、複合感測及信號質素改善發展。相關技術包括石英撓性加速度計嘅溫度補償優化，以及扁平化三維加速度與三維力複合傳感器設計。另一方面，智能手機所產生嘅加速度計資料亦可能被惡意軟件用於側信道攻擊，因此感測資料嘅存取同使用同樣涉及裝置資料安全。