加速度計(jì)傳感器的工作原理
加速度計(jì)傳感器是一種測(cè)量加速度的傳感器,通常使用微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造。它們可以檢測(cè)到物體的加速度,以及由于重力和其他外部因素產(chǎn)生的靜止?fàn)顟B(tài)下的加速度。
加速度計(jì)傳感器的工作原理:
加速度計(jì)傳感器的原理是牛頓第二定律,即加速度定律,它是力的平衡,A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量)。我們只需要測(cè)量F.如何?只需使用電磁力來平衡此力??梢缘玫紽和電流之間的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)來校準(zhǔn)這個(gè)比例系數(shù)。當(dāng)然,中間的信號(hào)傳輸、放大、濾波都是電路的問題。
大多數(shù)加速度計(jì)傳感器根據(jù)壓電效應(yīng)原理工作。
所謂壓電效應(yīng),就是“對(duì)于沒有對(duì)稱中心的異極晶體,施加在晶體上的外力不僅會(huì)使晶體變形,還會(huì)改變晶體的偏振狀態(tài),在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng)。這是由于機(jī)械力。介質(zhì)極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。
一般的加速度計(jì)傳感器利用的是加速度引起的晶體變形的特性。由于這種變形會(huì)產(chǎn)生電壓,只要計(jì)算出產(chǎn)生的電壓與施加的加速度之間的關(guān)系,加速度就可以轉(zhuǎn)換為電壓輸出。當(dāng)然,制作加速度計(jì)傳感器的方法還有很多,如壓阻技術(shù)、電容效應(yīng)、熱氣泡效應(yīng)、光效應(yīng)等,但最基本的原理是某種介質(zhì)因加速度而變形,并測(cè)量和使用變形。相關(guān)電路被轉(zhuǎn)換為電壓輸出。每種技術(shù)都有自己的機(jī)會(huì)和問題。
壓電技術(shù)主要用于工業(yè),以防止機(jī)器故障。使用此傳感器可以檢測(cè)潛在的機(jī)器故障,以實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)并避免對(duì)工人造成意外傷害。該傳感器受到用戶的追捧,尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶??芍貜?fù)性、穩(wěn)定性和自生成性。
使用加速度計(jì)傳感器時(shí),有時(shí)在低頻場(chǎng)合測(cè)量時(shí)輸出信號(hào)失真,使用多種測(cè)量判斷方法暫時(shí)無法找到故障原因。經(jīng)過分析總結(jié),導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真的主要因素是:系統(tǒng)低頻響應(yīng)差,系統(tǒng)低頻信噪比差,外界環(huán)境對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響。因此,只要有加速度計(jì)傳感器的低頻測(cè)量信號(hào)失真,對(duì)比以上三點(diǎn),看看是哪個(gè)因素造成的,有針對(duì)性地解決。