我們將傳感器與我們的設(shè)備一起使用以監(jiān)視和控制各種物理量。這些設(shè)備在傳感器的幫助下與周圍環(huán)境互動。隨著技術(shù)的發(fā)展,今天我們有了各種各樣的傳感器。無論是模擬形式還是數(shù)字形式,都可以測量物理量,例如溫度,壓力,濕度,方向,光強(qiáng)度等。加速度傳感器是用于測量設(shè)備速度和加速度的此類傳感器之一。
一、什么是加速度傳感器?
人體速度相對于時間的變化率稱為加速度。根據(jù)相對理論,取決于測量加速度的相對對象,有兩種類型的加速度。適當(dāng)?shù)募铀俣?,即相對于慣性的身體或相對于被測物體靜止的觀察者的物理加速度。
坐標(biāo)加速度取決于坐標(biāo)系的選擇和觀察者的選擇。這不等于適當(dāng)?shù)募铀俣?。加速度傳感器是用于測量物體適當(dāng)加速度的機(jī)電設(shè)備。
二、加速度傳感器的工作原理
加速度計的基本工作原理例如是彈簧上的傾倒質(zhì)量。當(dāng)此設(shè)備經(jīng)歷加速度時,質(zhì)量塊將移位,直到彈簧可以輕松移動質(zhì)量塊為止,其速率等于所感測到的加速度。然后,使用該位移值來測量加速度。
加速度計可用作數(shù)字設(shè)備和模擬設(shè)備。加速度計采用不同的方法設(shè)計。壓電,壓阻和電容元件通常用于將加速度計中引起的機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換為電信號。
壓電加速度計由單晶組成。這些使用壓電效應(yīng)來測量加速度。當(dāng)施加應(yīng)力時,這些晶體產(chǎn)生電壓,該電壓被解釋為確定速度和方向。
電容式加速度計使用硅微機(jī)械元件。在此,當(dāng)感測到加速度時會產(chǎn)生電容,并且該電容會轉(zhuǎn)換為電壓以測量速度值。
現(xiàn)代的加速度計是最小的MEMS,由具有測試質(zhì)量的懸臂梁組成。加速度計有二維和三維形式,可以測量速度和方向。當(dāng)需要較高頻率范圍,高溫范圍和低包裝重量時,壓電加速度計是最佳選擇。
三、加速度傳感器的應(yīng)用如下:
1.對于慣性導(dǎo)航系統(tǒng),使用了高度靈敏的加速度計。
2.用于檢測和監(jiān)視旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的振動。
3.在數(shù)碼相機(jī)的屏幕上以直立的位置顯示圖像。
4.用于無人機(jī)的飛行穩(wěn)定。
5.加速度計用于感測方向,協(xié)調(diào)加速度,振動,震動。
6.用于檢測設(shè)備在筆記本電腦和移動設(shè)備中的位置。
7.高頻記錄生物應(yīng)用中的雙軸和三軸加速度,以區(qū)分動物的行為模式。
8.機(jī)械健康監(jiān)測。
9.檢測轉(zhuǎn)子機(jī)器中的故障。
10.這些也可用于建筑和結(jié)構(gòu)監(jiān)測,以在承受動態(tài)載荷時測量結(jié)構(gòu)的運(yùn)動和振動。
11.測量CPR胸部按壓的深度。
12.導(dǎo)航系統(tǒng)利用加速度傳感器來了解方向。
13.遙感設(shè)備還使用加速度計來監(jiān)視活動中的火山。