本发明涉及mems碰撞传感器，尤其涉及一种mems碰撞传感器加速度测量值校准方法及其应用。
背景技术：
1、mems传感器是使用mems技术设计和制造的传感器，一般被称为微加工微传感器或简称为mems传感器。
2、汽车行业是mems传感器的主要应用领域之一，现代汽车需要使用大量传感器，其中大多数是基于mems的设备，例如加速度计、压力和惯性传感器、气流传感器、温度传感器、燃油传感器和碰撞传感器等。其中，mems碰撞传感器用于实时检测车辆加速度，并将加速度值发送到ecu（电子控制器，一般在汽车行业也称为行车电脑），加速度值经ecu运算处理，当判断车辆发生碰撞时，触发安全机制，以保护乘客安全。
3、随着使用时间的增加，以及温度、震动的影响，mems碰撞传感器存在老化现象，致使测量精度下降。如图1所示，l1是理想测得加速度和车辆加速度的关系，l2表示两者老化后的关系，对比之后可以看出，老化后的mems碰撞传感器存在以下问题：
4、1、存在零点误差：
5、车辆静止时，车辆加速度为0，即如l1所示，初始静止状态下，mems碰撞传感器的测得加速度应为0，但是l2中却不为0；
6、2、斜率k不为1：
7、k表示mems碰撞传感器的测得加速度/实际的车辆加速度，当车辆运行时，mems碰撞传感器的测得加速度应始终等于实际的车辆加速度，即如l1所示，k=1，但是l2中却不为1。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提供一种mems碰撞传感器自动校准的方法和基于该方法构建的mems碰撞传感器。
2、为实现以上技术目的，本发明提供的一种技术方案是：
3、一种mems碰撞传感器加速度测量值校准方法，步骤包括：
4、车辆静止状态下，将mems碰撞传感器内部的mems电路垂直放置，测得重力方向的加速度为a1；然后将mems电路水平放置，静止状态下，测得水平方向的加速度为a2；
5、设mems碰撞传感器测得加速度与实际加速度的比值为k，mems碰撞传感器的零点误差为a,由于在理想条件下，mems碰撞传感器测量加速度没有误差，当mems碰撞传感器水平放置且静止时，应测得水平方向的加速度应为0，当mems碰撞传感器垂直放置且静止时，应测得重力方向的加速度应为1g，因此，k=1/(a1-a2)，a=a2；
6、设车辆行驶状态下，mems碰撞传感器测得的加速度值为x，那么校准后的加速度值y应满足以下关系式：
7、y= kx - a2，
8、因此，基于测得的加速度值x能得到校准后的加速度值y。
9、从上述描述可以看出，上述技术方案具备以下优点：
10、该校准方法简单，可操作性强，易于实现，校准精度高。
11、为实现以上技术目的，本发明提供的另一种技术方案是：
12、一种基于上述方法的mems碰撞传感器，包括mems电路、adc单元、自动校准单元和旋转单元；
13、所述mems电路用于测量加速度值；
14、所述adc单元用于将测得的加速度值转换为数字信号并输出；
15、所述自动校准单元用于接收adc单元的输出信号，控制旋转单元的输出信号，并对接收到的信号进行处理分析后输出校准后的加速度值；
16、所述旋转单元用于对mems电路进行旋转，使其处于水平状态或者垂直状态。
17、从上述描述可以看出，上述技术方案具备以下优点：
18、该mems碰撞传感器结构简单，易于实现，校准精度高。
19、本发明还提供一种上述mems碰撞传感器的使用方法，步骤包括：
20、s1，初始上电，mems碰撞传感器所处车辆处于静止状态，自动校准单元获取校准参数，具体包括；
21、自动校准单元向旋转单元发送旋转信号，旋转单元改变 mems电路 的物理位置，使其处于垂直状态且静止，mems电路测量加速度并将测得的值通过adc单元处理后输入到自动校准单元，自动校准单元接收到的值记为a1；
22、自动校准单元向旋转单元再次发送旋转信号，旋转单元改变 mems电路的物理位置，使其处于水平状态且静止，mems电路测量加速度并将该测得的值通过adc单元处理后得到输入到自动校准单元，自动校准单元接收到的值记为a2；
23、自动校准单元基于接收到的值，计算得到补偿斜率k和零点误差a，k=1/(a1-a2)，a=a2；
24、s2， mems碰撞传感器所处车辆启动行驶，自动校准单元输出校准后的车辆加速度，具体包括：
25、mems电路在车辆行驶状态下测量加速度并将测得的值通过adc单元处理后输入到自动校准单元，自动校准单元接收到的值记为x；
26、自动校准单元对接收到的值进行计算处理，输出校准后的加速度值y，其中y的计算方法为y= kx - a2。
27、上述技术方案的有益效果是：
28、该mems碰撞传感器的使用方法简单，易于实现，校准精度高。
29、为解决现有的mems碰撞传感器不具备数据计算处理功能，自身无法进行碰撞识别的问题，本发明基于上述的mems碰撞传感器，还提供一种具有碰撞识别功能的mems碰撞传感器，具体技术方案为：在上述mems碰撞传感器的基础上，增加碰撞检测单元，所述碰撞检测单元用于接收自动校准单元的输出信号，并对信号进行分析处理后输出车辆的碰撞信号。
30、作为优选，所述碰撞检测单元包括加速度变化率计算单元、变化率判断单元、加速度判断单元、时间判断单元和碰撞信号产生单元；所述加速度变化率计算单元接收自动校准单元的输出信号并对其计算，获得加速度变化率信号并输出到变化率判断单元；所述变化率判断单元接收加速度变化率信号并对其进行分析判断，输出变化率判断信号；所述加速度判断单元接收加速度信号并对其进行分析判断，输出加速度判断信号；所述时间判断单元接收加速度判断信号并计算加速度判断信号的持续时间，输出时间判断信号；所述碰撞信号产生单元接收变化率判断单元的输出信号和/或时间判断单元的输出信号，对信号分析后判断是否满足产生碰撞的条件，并将判断结果作为碰撞信号输出。
31、作为优选，所述变化率判断单元的判断方法为：变化率判断单元内部设定有阈值，其输出的变化率判断信号记为s1，当变化率判断单元接收到的信号超出设定阈值时，变化率判断信号s1输出为1，否则s1输出为0。
32、作为优选，所述加速度判断单元的判断方法为：加速度判断单元内部设定有阈值，其输出的加速度判断信号记为s2，当加速度判断单元接收到的信号超出设定阈值时，加速度判断信号s2输出为1，否则s2输出为0。
33、作为优选，所述时间判断单元的判断方法为：时间判断单元内部设定有阈值，其输出的时间判断信号记为s3，当时间判断单元接收到的s2信号为1的时间超出设定阈值时，时间判断信号s3输出为1，否则s3输出为0。
34、作为优选，所述碰撞信号产生单元的判断方法为：碰撞信号产生单元内部设定有阈值条件，其输出的碰撞信号记为s4，所述阈值条件包括变化率判断信号s1的判断和/或时间判断信号s3的判断，当满足阈值条件时，碰撞信号s4输出为1，否则s4输出为0。
35、作为优选，所述变化率判断单元的阈值、加速度判断单元的、时间判断单元的阈值和碰撞信号产生单元的阈值条件均由外部ecu输入设定。
36、从上述描述可以看出，上述技术方案具备以下优点：
37、该mems碰撞传感器的结构简单，易于实现，不仅能够进行精确自动校准，而且能够准确识别碰撞，显著降低车辆ecu的开发成本和性能要求。
38、本发明还提供一种汽车，包含前面任一所述的mems碰撞传感器。
1.一种mems碰撞传感器加速度测量值校准方法，步骤包括：
2.一种基于权利要求1所述方法的mems碰撞传感器，其特征在于，包括mems电路、adc单元、自动校准单元和旋转单元；
3. 基于权利要求2所述的 mems碰撞传感器的使用方法，步骤包括：
4.根据权利要求2所述的mems碰撞传感器，其特征在于，还包括碰撞检测单元，所述碰撞检测单元用于接收自动校准单元的输出信号，并对信号进行分析处理后输出车辆的碰撞信号。
5.根据权利要求4所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞检测单元包括加速度变化率计算单元、变化率判断单元、加速度判断单元、时间判断单元和碰撞信号产生单元；
6.根据权利要求5所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述变化率判断单元的判断方法为：变化率判断单元内部设定有阈值，其输出的变化率判断信号记为s1，当变化率判断单元接收到的信号超出设定阈值时，变化率判断信号s1输出为1，否则s1输出为0。
7.根据权利要求6所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述加速度判断单元的判断方法为：加速度判断单元内部设定有阈值，其输出的加速度判断信号记为s2，当加速度判断单元接收到的信号超出设定阈值时，加速度判断信号s2输出为1，否则s2输出为0。
8.根据权利要求7所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述时间判断单元的判断方法为：时间判断单元内部设定有阈值，其输出的时间判断信号记为s3，当时间判断单元接收到的s2信号为1的时间超出设定阈值时，时间判断信号s3输出为1，否则s3输出为0。
9.根据权利要求8所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞信号产生单元的判断方法为：碰撞信号产生单元内部设定有阈值条件，其输出的碰撞信号记为s4，所述阈值条件包括变化率判断信号s1的判断和/或时间判断信号s3的判断，当满足阈值条件时，碰撞信号s4输出为1，否则s4输出为0。
10.根据权利要求5所述的mems碰撞传感器，其特征在于，所述变化率判断单元的阈值、加速度判断单元的、时间判断单元的阈值和碰撞信号产生单元的阈值条件均由外部ecu输入设定。
11.一种汽车，包含如权利要求2、4-10任意一项所述的mems碰撞传感器。
