加速度傳感器也被行業(yè)認(rèn)識(shí)稱為慣性傳感器，加速度傳感器一般由敏感元件、交換元件、測(cè)量電路三部分組成。幾種器件構(gòu)成加速度傳感器如下圖解釋一下：
加速度傳感器按照工作原理可以分為：電容式加速度傳感器，壓電加速度傳感器和壓阻式加速度傳感器。這個(gè)也主要是根據(jù)傳感器敏感元件和轉(zhuǎn)換原件的不同分為各個(gè)類型。一下就幾種類型的加速度傳感器簡(jiǎn)單介紹一下：
電容式加速度傳感器是可以將振動(dòng)位移參量的變化轉(zhuǎn)變成為電容量的變化，其基本敏感機(jī)理比較簡(jiǎn)單。以上下極板為固定電容極板具有公共電極，中間質(zhì)量塊為可動(dòng)電容極板。當(dāng)有外界振動(dòng)時(shí)可動(dòng)極板跟隨振動(dòng)，從而改變電容。上下電容同時(shí)改變，但是變化方向相反，稱為差動(dòng)式。電容式加速度傳感器特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍較大，zui大位移和zui小位移之比可大，如果采用差動(dòng)測(cè)量方法數(shù)值增大一倍，靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、穩(wěn)定性好。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，影響穩(wěn)定性的因素少、無內(nèi)部和外部的各種摩擦和接觸應(yīng)力誤差，對(duì)溫度變化的固有敏感性低。
而壓電傳感器的工作原理是基于某些晶體材料的壓電效應(yīng)，它是一種無源式傳感器，直接將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。壓電效應(yīng)分為正向壓電效應(yīng)和逆向壓電效應(yīng)。正向壓電效應(yīng)是指當(dāng)晶體受到某固定方向外力作用時(shí)，相應(yīng)的在一定晶體表面產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力作用消失時(shí)，晶體表面的電荷也會(huì)隨著消失。當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。晶體受力產(chǎn)生的電荷量與外力大小成正比。逆向壓電效應(yīng)是指當(dāng)某晶體沿一定方向受到電場(chǎng)作用時(shí)，相應(yīng)的在一定晶軸方向產(chǎn)生機(jī)械形變或機(jī)械應(yīng)力，當(dāng)外加電場(chǎng)撤去后機(jī)械形變或機(jī)械應(yīng)力也消失。
zui后壓阻式加速度傳感器原理有部分不同的是它主要由3個(gè)部分組成，包括帶質(zhì)量塊的懸臂梁彈性元件，可將所要測(cè)試的加速度轉(zhuǎn)換成機(jī)械變形量，當(dāng)有加速度作用時(shí)，彈性元件的zui大機(jī)械變形量就通過平膜芯片的壓阻效應(yīng)轉(zhuǎn)化為惠斯登電橋的電阻變化量，并在一定的電源激勵(lì)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度的測(cè)量，其次是具有過載保護(hù)功能的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)際常用的三軸加速度傳感器用來檢測(cè)3個(gè)方向的加速度，底部玻璃基底提供加速度傳感器的高過載限位保護(hù)。壓敏電阻分布在4個(gè)懸臂梁上,將各電阻連接可以分別構(gòu)成檢測(cè)3個(gè)垂直方向加速度的惠斯通電橋。當(dāng)傳感器受到外界加速度a時(shí), 質(zhì)量會(huì)把加速度轉(zhuǎn)化為慣性力, 使懸臂梁發(fā)生形變,產(chǎn)生應(yīng)力變化,導(dǎo)致壓敏電阻的阻值發(fā)生變化,zui后由惠斯通電橋輸出相應(yīng)電壓的變化。
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