加速度傳感器，顧名思義，是可將加速度轉(zhuǎn)換為其他形式信號(hào)并得以輸出的裝置，那么其工作原理是什么呢?接下來(lái)我們就一起來(lái)看看吧～
一、加速度傳感器工作原理- -簡(jiǎn)介
加速度傳感器，英文名稱為acceleration transducer，是一種利用感受加速度并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方式來(lái)測(cè)量加速力(加速力即指作用于物體上使物體處于加速過(guò)程中的力)的設(shè)備。目前已在汽車(chē)安全、智能產(chǎn)品、游戲控制等眾多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。
二、加速度傳感器工作原理- -分類(lèi)
加速度計(jì)按原理的不同可分為線加速度計(jì)和角加速度計(jì)兩種。加速度傳感器一般可分為壓電式加速度傳感器、壓阻式加速度傳感器、電容式加速度傳感器和伺服式加速度傳感器四種。接下來(lái)我們就分別來(lái)看一下這六中加速度傳感器的工作原理是什么樣子的吧～～
三、加速度傳感器工作原理- -線加速度計(jì)
線加速度計(jì)是利用慣性原理來(lái)進(jìn)行工作的。根據(jù)公式A=F/M，即加速度=慣性力/質(zhì)量，只需對(duì)慣性力F進(jìn)行測(cè)量即可得出加速度A的大小。那么問(wèn)題來(lái)了，慣性力F如何進(jìn)行測(cè)量呢?可以用電磁力來(lái)平衡這個(gè)力，得出這個(gè)力與電流之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后在實(shí)驗(yàn)中標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就哦啦～
四、加速度傳感器工作原理- -角加速度計(jì)
角加速度計(jì)是利用壓電效應(yīng)來(lái)進(jìn)行工作的，壓電效應(yīng)的定義如下：當(dāng)存在外力加于不存在對(duì)稱中心的異極晶體上時(shí)，該外力不僅會(huì)改變晶體的外在形態(tài)，還將改變其內(nèi)部的極化狀態(tài)，在晶體的內(nèi)部建立電場(chǎng)，機(jī)械力改變極化狀態(tài)的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。
以角加速度計(jì)為例的大多數(shù)加速度計(jì)都是利用加速度致使晶體變形的特性來(lái)進(jìn)行工作的。外力使得晶體變形，變形的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，因此只需計(jì)算加速度與電壓的關(guān)系，即可將加速度轉(zhuǎn)換成電壓的形式輸出。
五、加速度傳感器工作原理- -壓電式加速度傳感器
壓電式加速度傳感器是利用壓電效應(yīng)來(lái)進(jìn)行工作的，當(dāng)加速度計(jì)振動(dòng)時(shí)，加速度發(fā)生變化，加于壓電元件上的外力必然也會(huì)產(chǎn)生變化，若被測(cè)振動(dòng)的頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率，則外力的變化與加速度成正比。
六、加速度傳感器工作原理- -壓阻式加速度傳感器
壓阻式加速度傳感器基于MEMS硅微加工技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低等諸多特點(diǎn)，在汽車(chē)的碰撞實(shí)驗(yàn)、設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)、儀器的測(cè)試等方面均有著廣泛的應(yīng)用。
七、加速度傳感器工作原理- -電容式加速度傳感器
電容式加速度傳感器基于電容原理的極距變化，同壓阻式加速度傳感器一樣采用了MEMS技術(shù)，在安全氣囊、手機(jī)移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域具備不可動(dòng)搖的地位。
八、加速度傳感器工作原理- -伺服式加速度傳感器
伺服式加速度傳感器工作于閉環(huán)狀態(tài)下，其振動(dòng)系統(tǒng)由m-k系統(tǒng)構(gòu)成，在m上接有電磁線圈，當(dāng)有加速度輸入時(shí)，m偏離平衡位置，由位移檢測(cè)器檢測(cè)其位移大小并經(jīng)伺服放大器處理后以電流的形式輸出，電流流經(jīng)電磁線圈，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁恢復(fù)力力圖使m恢復(fù)平衡位置。伺服式加速度傳感器存在反饋，具有抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能好、測(cè)量精度高等特點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中。