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加速度传感器原理

发布时间:2019-06-12 00:54 来源:未知 编辑:admin

  加速度传感器,英文名称为acceleration transducer,是一种将加速度转换为信号的传感器,可用来测量加速力(物体在加速过程中作用于物体的力)。现已广泛应用于汽车制动启动检测、工程测振、地质勘探等多种领域,主要用于汽车安全气囊、牵引控制系统、防抱死系统等安全性能方面。

  加速度传感器可分为压电式、压阻式、电容式、伺服式四种,多数加速度传感器是根据压电效应来工作的。目前,压电式加速度传感器已广泛应用于机器设备的振动测量上,可有效检测机器潜在故障并达到自我保护,以避免对工人产生意外伤害。那么我们接下来就来了解一下压电效应以及压电式加速度传感器是如何运用压电效应的。

  压电式加速度传感器又称为压电加速度计,是一种惯性式传感器。利用的是压电晶体的压电效应。其中,压电晶体指具有“压电效应”的晶体,如压电陶瓷,石英等。那么压电效应是什么呢?其具体定义如下:

  压电效应:某些电介质受到外力作用变形的同时,其内部还会发生极化的现象,在其内部建立电场,使其两个相对表面上出现正负相反的电荷;而一旦外力去除,它又恢复到之前不带电的状态,我们将这种现象称为正压电效应。既然有正压电效应,那么必然也会有逆压电效应,所谓的逆压电效应指的是当在电介质的极化方向上施加电场时,电介质也会发生变形,而一旦电场去除,电介质的变形也随之消失,我们将这种现象称为逆压电效应。总而言之,正压电效应是指外力引起变形的同时也引起极化现象,逆压电效应是指施加电场出现极化现象的同时也引起变形。根据压电效应研制的加速度传感器便是压电式加速度传感器。

  加速度计受振,使得质量块加在压电晶体上的力发生变化,当被测振动频率远远低于加速度计的固有频率时,被测加速度的变化与力的变化成正比,因此可通过力的大小判断加速度的大小。由于正压电效应,使得其变形的同时也产生电场,两个相对表面上出现正负相反电荷,产生电压,因此可将加速度转化成电压输出。

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