隨著微電子科技的飛速發(fā)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(yùn)用的是壓電效應(yīng)，在其內(nèi)部有一個(gè)剛體支撐的質(zhì)量塊，有運(yùn)動(dòng)的情況下質(zhì)量塊會(huì)產(chǎn)生壓力，剛體產(chǎn)生應(yīng)變，把加速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出。容感式加速度傳感器內(nèi)部也存在一個(gè)質(zhì)量塊，從單個(gè)單元來(lái)看，它是標(biāo)準(zhǔn)的平板電容器，加速度的變化帶動(dòng)活動(dòng)質(zhì)量塊的移動(dòng)從而改變平板電容兩極的間距和正對(duì)面積，通過(guò)測(cè)量電容變化量來(lái)計(jì)算加速度。而熱感式加速度傳感器內(nèi)部沒(méi)有任何質(zhì)量塊，它的中央有一個(gè)加熱體，周邊是溫度傳感器，里面是密閉的氣腔，工作時(shí)在加熱體的作用下，氣體在內(nèi)部形成一個(gè)熱氣團(tuán)，熱氣團(tuán)的比重和周?chē)睦錃馐怯胁町惖?，通過(guò)慣性熱氣團(tuán)的移動(dòng)形成的熱場(chǎng)變化讓感應(yīng)器感應(yīng)到加速度值。由于壓電式加速度傳感器內(nèi)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(yīng)到"動(dòng)"加速度，而不能感應(yīng)到"靜態(tài)"加速度，也就是我們所說(shuō)的重力加速度。而容感式和熱感式既能感應(yīng)"動(dòng)"加速度，又能感應(yīng)"靜態(tài)"加速度。由于沒(méi)有任何移動(dòng)部件，而且采用了微機(jī)械加工技術(shù)，熱感式加速度傳感器的研發(fā)過(guò)程中解決了很多加工上的難題。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本低，抗沖擊能力強(qiáng)，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(yīng)在2mA以下，主芯片接口具備標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口模式?？梢蕴峁﹥蓚€(gè)方向的加速度值，采用兩片即可實(shí)現(xiàn)三維加速度值測(cè)量。經(jīng)過(guò)全面比較，本項(xiàng)目確定采用熱感式加速度傳感器，作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。2.2低功耗芯片的選擇：機(jī)械式?jīng)_擊記錄儀特有的優(yōu)勢(shì)就是在不發(fā)生沖擊時(shí)就不工作，每振動(dòng)一次，就動(dòng)一次。而便攜式?jīng)_擊記錄儀使用電池供電，不管是否發(fā)生沖擊，都在時(shí)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(shí)間的主要問(wèn)題。單片機(jī)作為電路的核心部分，對(duì)整機(jī)性能有重要的影響。經(jīng)過(guò)比較研究，美國(guó)TI公司的MSP430，一種采用了最新低功耗技術(shù)新型的單片機(jī)，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(shí)，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(jī)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(shè)備中的應(yīng)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(zhuǎn)換、片內(nèi)精密比較器、多個(gè)具有PWM功能的定時(shí)器、斜邊A/D轉(zhuǎn)換、片內(nèi)USART、看門(mén)狗定時(shí)器、片內(nèi)數(shù)控振蕩器（DCO）、大量的I/O端口。MSP430有大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器，有ROM（C型）、OTP（P型）、EPROM（E型）、FlashMemory(F型)4種型號(hào)。 外圍器件與電路有各種存儲(chǔ)器全部采用功耗極低的VMOS芯片以實(shí)現(xiàn)整機(jī)極低功耗的目標(biāo)。 2.3主板電路的設(shè)計(jì)：用雙CPU設(shè)計(jì)，可大大減少硬件電路，減少繁瑣的譯碼、邏輯變換，使得系統(tǒng)硬件數(shù)量減少，同時(shí)軟件資源分配及設(shè)計(jì)均相對(duì)獨(dú)立，易于修改程序；隨機(jī)液晶顯示屏、隨機(jī)輕觸式按鍵：采樣頻率高于每秒十萬(wàn)次不間斷采樣，不會(huì)漏過(guò)任何一次振動(dòng)；數(shù)據(jù)永久性?xún)?chǔ)存功能；即使掉電或斷電，記錄儀儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失；記錄儀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示的數(shù)據(jù)按大到小順序排列功能，數(shù)據(jù)讀取非常方便；可連接GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、沖擊數(shù)據(jù)和沖擊地點(diǎn)位置、時(shí)間可同時(shí)顯示