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加速度传感器工作原理

发布时间:2019-06-03 23:43 来源:未知 编辑:admin

  ,顾名思义,是可将加速度转换为其他形式信号并得以输出的装置,那么其工作原理是什么呢?接下来我们就一起来看看吧~

  加速度传感器,英文名称为acceleration transducer,是一种利用感受加速度并将其转换为电信号的方式来测量加速力(加速力即指作用于物体上使物体处于加速过程中的力)的设备。目前已在汽车安全、智能产品、游戏控制等众多领域都得到广泛的应用。

  加速度计按原理的不同可分为线加速度计和角加速度计两种。加速度传感器一般可分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器和伺服式加速度传感器四种。接下来我们就分别来看一下这六中加速度传感器的工作原理是什么样子的吧~~

  线加速度计是利用惯性原理来进行工作的。根据公式A=F/M,即加速度=惯性力/质量,只需对惯性力F进行测量即可得出加速度A的大小。那么问题来了,惯性力F如何进行测量呢?可以用电磁力来平衡这个力,得出这个力与电流之间的对应关系,然后在实验中标定这个比例系数就哦啦~

  角加速度计是利用压电效应来进行工作的,压电效应的定义如下:当存在外力加于不存在对称中心的异极晶体上时,该外力不仅会改变晶体的外在形态,还将改变其内部的极化状态,在晶体的内部建立电场,机械力改变极化状态的现象称为正压电效应。

  以角加速度计为例的大多数加速度计都是利用加速度致使晶体变形的特性来进行工作的。外力使得晶体变形,变形的同时会产生电压,因此只需计算加速度与电压的关系,即可将加速度转换成电压的形式输出。

  压电式加速度传感器是利用压电效应来进行工作的,当加速度计振动时,加速度发生变化,加于压电元件上的外力必然也会产生变化,若被测振动的频率远低于加速度计的固有频率,则外力的变化与加速度成正比。

  压阻式加速度传感器基于MEMS硅微加工技术,具有结构简单、体积小、功耗低等诸多特点,在汽车的碰撞实验、设备的振动监测、仪器的测试等方面均有着广泛的应用。

  电容式加速度传感器基于电容原理的极距变化,同压阻式加速度传感器一样采用了MEMS技术,在安全气囊、手机移动设备等领域具备不可动摇的地位。

  伺服式加速度传感器工作于闭环状态下,其振动系统由m-k系统构成,在m上接有电磁线圈,当有加速度输入时,m偏离平衡位置,由位移检测器检测其位移大小并经伺服放大器处理后以电流的形式输出,电流流经电磁线圈,在磁场中产生电磁恢复力力图使m恢复平衡位置。伺服式加速度传感器存在反馈,具有抗干扰能力强、动态性能好、测量精度高等特点,已广泛地应用于惯性导航、惯性制导系统中。

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