怎样物理解释计步器原理？

   随着社会的发展,人们越来越注重自己的健康,跑步已经成为了一种方便而又有效的锻炼方式，并风靡于全球。但是如何知道自己跑了多少步,多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情况。它的主要功能是检测步数,通过步数和步幅可计算行走的路程。步幅信息可通过行走固定的距离如20m来计算或是直接输入,高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。但这些计算的主要依据是一种加速度传感器ADXL202在步数检测中的应用。
   要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。行走时,脚、腿、腰部,手臂都在运动,它们的运动都会产生相应的加速度,并且会在某点有一个峰值。从脚的加速度来检测步数是最准确的,但是考虑到携带的方便,我们选择利用腰部的运动来检测步数。行走时腰部有上下的垂直运动,每步开始时会有一个比较大的加速度,利用对加速度的峰值检测可以得到行走的步数。 利用腰部的垂直加速度来检测步数是可行的。
   根据资料显示,人行走的垂直加速度在±1g之间(1g=9.8m/s2即重力加速度),考虑到还有重力加速度的影响,可选择测量范围在±2g之间的加速度传感器ADXL202来实现计步器。ADXL202是美国AD公司的一种低功耗、二维加速度传感器,输出如图3所示占空比(T1/T2)与加速度成一定比例的数字信号,因此信号可以直接用单片机的计数器来测量,无需AD转换电路或是其它特殊电路。
   利用人行走时腰部产生的加速度变化来检测步数的计步器实现方案,利用加速度传感器ADXL202设计简单,实现方便。该芯片也可以扩展到其它需要测量加速度的应用场合,具有广阔的应用前景。至于计步器硬件设计、软件设计以及整机原理我们在后面将继续讲到。