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了解一下加速度傳感器的工作原理

2020-03-12

  今天讓我們詳細(xì)的了解一下加速度傳感器的工作原理
 
  加速度傳感器的原理是慣性原理,也就是力的平衡,A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測量F就可以了。怎么測量F?用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了。當(dāng)然中間的信號傳輸、放大、濾波就是電路的事了。
 
  多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。
 
  所謂的壓電效應(yīng)就是 "對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外,還將改變晶體的極化狀態(tài),在晶體內(nèi)部建立電場,這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng) "。
 
  一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會產(chǎn)生電壓,只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系,就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。
 
  當(dāng)然,還有很多其它方法來制作加速度傳感器,比如壓阻技術(shù),電容效應(yīng),熱氣泡效應(yīng),光效應(yīng),但是其基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形,通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的機(jī)會和問題。
 
  壓電技術(shù)主要在工業(yè)上用來防止機(jī)器故障,使用這種傳感器可以檢測機(jī)器潛在的故障以達(dá)到自保護(hù),及避免對工人產(chǎn)生意外傷害,這種傳感器具有用戶,尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶所追求的可重復(fù)性、穩(wěn)定性和自生性。但是在許多新的應(yīng)用領(lǐng)域,很多用戶尚無使用這類傳感器的意識,銷售商冒險(xiǎn)進(jìn)入這種尚待開發(fā)的市場會麻煩多多,因?yàn)榻K端用戶對由于使用這種傳感器而帶來的問題和解決方法都認(rèn)識不多。
 
  如果這些問題能夠得到解決,將會促進(jìn)壓電傳感器得到更快的發(fā)展。2002年壓電傳感器市值為3億美元,預(yù)計(jì)其年增長率將達(dá)到4.9%,到2007年達(dá)到4.2億美元。
 
  使用加速度傳感器有時(shí)會碰到低頻場合測量時(shí)輸出信號出現(xiàn)失真的情況,用多種測量判斷方法一時(shí)找不出故障出現(xiàn)的原因,經(jīng)過分析總結(jié),導(dǎo)致測量結(jié)果失真的因素主要是:系統(tǒng)低頻響應(yīng)差,系統(tǒng)低頻信噪比差,外界環(huán)境對測量信號的影響。 所以,只要出現(xiàn)加速度傳感器低頻測量信號失真情況,對比以上三點(diǎn)看看是哪個(gè)因素造成的,有針對性的進(jìn)行解決。

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