沖撞記錄儀

隨著微電子科技的飛速發展，低成本、高性能的電子加速度傳感器得以面世。電子加速度傳感器常分為三種：壓電式、容感式、熱感式[3]。壓電式加速度傳感器運用的是壓電效應，在其內部有一個剛體支撐的質量塊，有運動的情況下質量塊會產生壓力，剛體產生應變，把加速度轉變成電信號輸出。容感式加速度傳感器內部也存在一個質量塊，從單個單元來看，它是標準的平板電容器，加速度的變化帶動活動質量塊的移動從而改變平板電容兩極的間距和正對面積，通過測量電容變化量來計算加速度。而熱感式加速度傳感器內部沒有任何質量塊，它的*有一個加熱體，周邊是溫度傳感器，里面是密閉的氣腔，工作時在加熱體的作用下，氣體在內部形成一個熱氣團，熱氣團的比重和周圍的冷氣是有差異的，通過慣性熱氣團的移動形成的熱場變化讓感應器感應到加速度值。由于壓電式加速度傳感器內部有剛體支撐的存在，通常情況下，壓電式加速度傳感器只能感應到"動"加速度，而不能感應到"靜態"加速度，也就是我們所說的重力加速度。而容感式和熱感式既能感應"動"加速度，又能感應"靜態"加速度。由于沒有任何移動部件，而且采用了微機械加工技術，熱感式加速度傳感器的研發過程中解決了很多加工上的難題。目前已經實現生產成本低，抗沖擊能力強，而且可靠性好，失效率低于10ppm。 熱感式加速度傳感器體積小，低功耗，工作電流應在2mA以下，主芯片接口具備標準的數字接口模式。可以提供兩個方向的加速度值，采用兩片即可實現三維加速度值測量。經過全面比較，本項目確定采用熱感式加速度傳感器，作為設計基礎。2.2低功耗芯片的選擇：機械式沖擊記錄儀*的優勢就是在不發生沖擊時就不工作，每振動一次，就動一次。而便攜式沖擊記錄儀使用電池供電，不管是否發生沖擊，都在時刻工作，因此電子元件的功耗就成為影響電子沖擊記錄儀的工作時間的主要問題。單片機作為電路的核心部分，對整機性能有重要的影響。經過比較研究，美國TI公司的MSP430，一種采用了低功耗技術新型的單片機，適合沖擊記錄儀的工作使用。MSP430工作在1.8～3.6V電壓下，有正常工作模式（AM）和4種低功耗工作模式（LPM1、LPM2、LPM3、LPM4），在電源電壓為3V時，各種模式的工作電流分別為AM：340uA、LPM1：70uA、LPM2：17uA、LPM3：2uA、LPM4：0.1uA。單片機可以方便的在各種工作模式之間切換，特別適合在電池供電、便攜式設備中的應用。MSP430也具有非常高的集成度，單片集成了多通道12bit的A/D轉換、片內精密比較器、多個具有PWM功能的定時器、斜邊A/D轉換、片內USART、看門狗定時器、片內數控振蕩器（DCO）、大量的I/O端口。MSP430有大容量的片內存儲器，有ROM（C型）、OTP（P型）、EPROM（E型）、FlashMemory（F型）4種型號。 外圍器件與電路有各種存儲器全部采用功耗極低的VMOS芯片以實現整機極低功耗的目標。 2.3主板電路的設計：用雙CPU設計，可大大減少硬件電路，減少繁瑣的譯碼、邏輯變換，使得系統硬件數量減少，同時軟件資源分配及設計均相對獨立，易于修改程序；隨機液晶顯示屏、隨機輕觸式按鍵：采樣頻率高于每秒十萬次不間斷采樣，不會漏過任何一次振動；數據*性儲存功能；即使掉電或斷電，記錄儀儲存的數據也不會丟失；記錄儀的數據存儲及顯示的數據按大到小順序排列功能，數據讀取非常方便；可連接GPS衛星定位系統、沖擊數據和沖擊地點位置、時間可同時顯示。