CN104931727B - 一种加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加速度传感器，包括光遮挡物、横向光路和纵向光路，横向光路和纵向光路垂直交叉形成光面，横向光路和纵向光路都包含有两个以上的光路，光路包含有发光单元和对应的光敏单元，光敏单元用于检测光路的遮挡情况，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置并遮挡不同的光路，所述光敏单元用于传递加速度数据。结构简单成本低，可以方便地定制不同精度的加速度传感器。

Description

一种加速度传感器

技术领域

本发明涉及加速度检测技术领域，尤其涉及一种加速度传感器。

背景技术

现有电子加速度传感器结构复杂，成本很高，这些加速度传感器精度都是固定的，调整精度要进行很大的改进，在用户需要不同精度的加速度传感器往往是找不到恰当的加速度传感器，只能使用通用的加速度传感器，造成成本很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种加速度传感器，解决现有加速度传感器结构复杂的问题，达到一种低成本、可以方便定制的加速度传感器。

本发明是这样实现的：

一种加速度传感器，包括光遮挡物、横向光路和纵向光路，横向光路和纵向光路垂直交叉形成光面，横向光路和纵向光路都包含有两个以上的光路，光路包含有发光单元和对应的光敏单元，光敏单元用于检测光路的遮挡情况，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置并遮挡不同的光路，所述光敏单元用于传递加速度数据。

进一步地，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置的结构为：

光遮挡物为球形，所述光面的一侧具有球心在光面另一侧的第一球面结构，所述光遮挡物置于所述光面中并置于第一球面结构上。

进一步地，所述光面的另一侧具有球心在光面一侧的第二球面结构。

进一步地，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置的结构为：

所述光遮挡物通过弹性件与光面四周连接。

进一步地，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置的结构为：

所述光遮挡物与系在光面一侧的绳子连接，所述光遮挡物置于所述光面中。

进一步地，所述发光单元为发光二极管。

进一步地，所述光敏单元为光敏电阻。

进一步地，所述发光单元具有发光频率，所述光敏单元检测到所述发光频率则输出检测信号。

进一步地，所述发光频率为38KHZ。

本发明具有如下优点：结构简单成本低，可以方便地定制不同精度的加速度传感器。

附图说明

图1为本发明一实施方式的结构示意图；

图2为本发明另一实施方式的结构示意图；

图3为本发明另一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1到图3，本发明提供一种加速度传感器，包括光遮挡物1、横向光路2和纵向光路3，横向光路2和纵向光路3垂直交叉形成光面，横向光路2和纵向光路3都包含有两个以上的光路，光路包含有发光单元和对应的光敏单元，光敏单元用于检测光路的遮挡情况，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置并遮挡不同的光路，所述光敏单元用于传递加速度数据。

如图1到图3，加速度传感器包括有纵向(Y和Y’方向)光路四个和横向(X和X’方向)光路四个，四个横向光路等距且相互平行，四个纵向光路相互平行。横向光路四个分别为A和A’到D和D’，纵向光路四个分别为E和E’到H和H’，横向光路和纵向光路处在同一水平面上，即光面。加速度传感器在横向和纵向都没有加速度时，光遮挡物置于光面正中间位置。此时光遮挡物并不遮挡任一光路，光敏单元都可以发出检测到光路的信号，通过该信号可以知道横向和纵向都没有加速度。而当横向(如X方向)有加速度时，光遮挡物会向X’方向运动，则光遮挡物会遮挡GG’或HH’的光路，则GG’或HH’的光敏单元会输出没有检测到光的信号，从而可以知道加速度传感器处于X方向加速度。随着加速度的增大，光遮挡物也会更远离正中心，从而遮挡到更远的光路，从离光面中心更远的光路可以知道加速度更大了。即当横向和纵向都没有加速度时，光遮挡物处于光面中心，随着不同方向上加速度的增加，光遮挡物往加速度反方向远离光面中心的距离也会增加，从而遮挡边缘的光路，通过检测边缘的光路可以知道加速度的情况。

在本发明中，光遮挡物的大小可以大于两个相邻光路的间距，则在没有加速度时，靠近光面中心的两个光路会被遮挡，在有较小加速度时，则只有一个靠近光面中心光路会被遮挡，当加速度较大时，靠近光面中心一侧的两个光路会被遮挡，通过检测光路的遮挡情况可以知道加速度的大小。

加速度传感器的具体结构可以是多种的，以下给出三个实施方式。

实施例一

如图1所示，光遮挡物为球形，所述光面的一侧具有球心在光面另一侧的第一球面结构，即第一球面结构的凹面指向光面或者说是光面处在第一球面结构的凹面中，所述光遮挡物置于所述光面中并置于第一球面结构上。第一球面结构的球心处在光面的中心轴线上。这样，只要有加速度，球形光遮挡物就会沿第一球面结构的球面上远离中心运动，加速度越大，球形光遮挡物运动的越远，则可以通过检测光敏单元得到加速度数值。

在某些实施例中，所述光面的另一侧具有球心在光面一侧的第二球面结构。即第一球面结构相对于光面具有与之对称的第二球面结构，第二球面结构可以避免球形光遮挡物跑出，以及使得加速度传感器可以正面反面地使用。在第一球面结构的曲率与第二球面结构的曲率不同的实施例中，本发明的加速度传感器在正面或反面放置时，具有不同的测量精度。通过调整第一球面结构的曲率，可以改变光遮挡物在相同加速度的偏离距离大小，从而使得加速度传感器可以产生不同的加速度量程和精度。

实施例二

如图2所示，所述光遮挡物通过弹性件与光面四周连接。弹性件可以是弹力均匀的，当光遮挡物在光面中心，此时各方向上加速度应该为零。具体的实施方式可以在加速度传感器的四侧面中每一侧面的中心都连接一个弹力、长度相等的弹性件，弹性件的另一端再与光遮挡物连接即可。弹性件可以是橡皮筋或者弹簧等。通过调整弹性件的弹力或者光遮挡物的重量，可以改变光遮挡物在相同加速度的偏离距离大小，从而使得加速度传感器可以产生不同的加速度量程和精度。

实施例三

如图3所示，所述光遮挡物与系在光面一侧的绳子连接，所述光遮挡物置于所述光面中。在某些实施例中，绳子处在光面的轴线上，在零加速度时，光遮挡物在重力作用下处于光面中心位置，当有加速度时，光遮挡物会偏移光面中心。通过调整绳子的长度，可以改变光遮挡物在相同加速度的偏离距离大小，从而使得加速度传感器可以产生不同的加速度量程和精度。

在某些实施例中，所述发光单元为相对省电的发光二极管。所述光敏单元为低成本的光敏电阻。

在某些实施例中，为了避免其他光的干扰，发光单元具有发光频率，所述光敏单元检测到所述发光频率则输出检测信号。即只有响应的发光频率的光，光敏单元才会输出检测信号，否则，不输出检测信号。这个发光频率可以为38KHZ。38KHZ是红外遥控器的发光频率，相对常见，价格低廉。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种加速度传感器，其特征在于：包括光遮挡物、横向光路和纵向光路，横向光路和纵向光路垂直交叉形成光面，横向光路和纵向光路都包含有两个以上的光路，光路包含有发光单元和对应的光敏单元，光敏单元用于检测光路的遮挡情况，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置并遮挡不同的光路，所述光敏单元用于传递加速度数据，所述光遮挡物在加速度传感器的不同方向的加速度改变时，光遮挡物改变其在光面内的位置的结构为：

光遮挡物为球形，所述光面的一侧具有球心在光面另一侧的第一球面结构，所述光遮挡物置于所述光面中并置于第一球面结构上。

2.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于：所述光面的另一侧具有球心在光面一侧的第二球面结构。