加速度計(jì)是一種可以測(cè)量物體所經(jīng)歷的加速度的設(shè)備。加速度可以定義為每單位質(zhì)量作用的力,A=F/m。它是物體速度相對(duì)于時(shí)間的變化率。當(dāng)物體的速度增加時(shí),它會(huì)經(jīng)歷正加速度。當(dāng)物體的速度減小時(shí),它會(huì)經(jīng)歷負(fù)加速或減速。然而,有許多類型的加速度計(jì)。在本文中,您將了解這些。
加速度計(jì)有四種類型:
1、壓電加速度計(jì)
壓電加速度計(jì)通過在遇到突然加速時(shí)從傳感器發(fā)送電信號(hào)來工作。壓電加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)感測(cè)晶體,在該晶體上附有地震砝碼。當(dāng)傳感器經(jīng)歷加速度時(shí),重量會(huì)在晶體上施加一個(gè)力。壓電晶體將作用在其上的力轉(zhuǎn)換為電信號(hào),可以通過測(cè)量來找到加速度。壓電加速度計(jì)在測(cè)量沖擊和振動(dòng)方面非常有效。
2、壓阻式加速度計(jì)
壓阻式或壓阻式加速度計(jì)的工作原理是根據(jù)所經(jīng)歷的加速度改變其電阻。可以測(cè)量加速度的變化以了解傳感器經(jīng)歷的加速度率。壓阻式加速度計(jì)不如壓電式加速度計(jì)靈敏,因?yàn)樗鼈冊(cè)跍y(cè)量低頻影響方面不是最好的。然而,它們?cè)诟哒穹鹿ぷ鞯米詈?,并找到了它們的?yīng)用車輛碰撞測(cè)試和武器測(cè)試。電容式加速度計(jì):電容式傳感器的工作原理是根據(jù)它們所經(jīng)歷的加速度改變它們的電容。它們的結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)電容板和一個(gè)隔膜。當(dāng)傳感器經(jīng)歷加速度時(shí),隔膜移動(dòng),改變電容板之間的距離。這導(dǎo)致傳感器的電容發(fā)生變化,并且可以測(cè)量電容的這種變化并將其轉(zhuǎn)換為傳感器上的加速度。您會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)今大多數(shù)智能手機(jī)中都使用了電容式MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))加速度計(jì)。
3、電容式加速度計(jì)
這些類型的加速度計(jì)感應(yīng)與加速度相關(guān)的電容變化。電容式加速度計(jì)的傳感元件由兩個(gè)以差模工作的平行板電容器組成。
這些并聯(lián)電容器在橋式電路中運(yùn)行,它們具有兩個(gè)固定電容器,可在傳感器處于加速狀態(tài)時(shí)改變振蕩器產(chǎn)生的峰值電壓。檢測(cè)電路檢測(cè)峰值電壓,該峰值電壓被饋送到加法放大器以處理輸出信號(hào)。
4、三軸加速度計(jì)
三軸加速度計(jì)可以測(cè)量三個(gè)正交方向(或三個(gè)垂直平面X、Y和Z)上的加速度。此功能使三軸加速度計(jì)能夠測(cè)量影響物體的所有振動(dòng)分量。三軸加速度計(jì)包含三個(gè)相互垂直的傳感元件。它們可用于測(cè)量建筑振動(dòng)、渦輪機(jī)和高速機(jī)械。
加速度計(jì)有兩種響應(yīng)類型:
(1)交流響應(yīng)(2)直流響應(yīng)
直流響應(yīng):
直流響應(yīng)可以測(cè)量到零赫茲,這有助于計(jì)算重力矢量。非直流加速度計(jì)具有固有的衰減函數(shù),在數(shù)值積分過程中會(huì)導(dǎo)致微不足道的誤差,尤其是在長(zhǎng)時(shí)間事件中。
交流響應(yīng):
AC響應(yīng)是AC耦合的,因此它們無法計(jì)算靜態(tài)加速度,如重力和持續(xù)加速度。它們非常敏感,可以降至0.1赫茲。由于加速度計(jì)具有寬頻率響應(yīng)和高SNR(信噪比),因此在振動(dòng)測(cè)試中也有應(yīng)用。
1.壓縮方式
這些加速度計(jì)由晶體元件組成,在壓縮力作用下會(huì)釋放電荷。內(nèi)部傳感元件使用耦合到晶體的質(zhì)量進(jìn)行傳感。加速度計(jì)保持在合適的不銹鋼主體中,這使得傳感器非常堅(jiān)固,這意味著它可以承受惡劣的環(huán)境。傳感器具有電氣連接,可以是密封電纜或插頭插座。
這些加速度計(jì)還具有科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用:即-汽車、航空航天、醫(yī)療、維護(hù)、過程控制等...
2.剪切模式
剪切模式也使用傳感晶體,這些晶體位于中心柱和地震質(zhì)量之間。當(dāng)這種類型的加速度計(jì)處于加速狀態(tài)時(shí),質(zhì)量會(huì)在傳感晶體上產(chǎn)生剪切應(yīng)力。使用壓電傳感器,施加到晶體上的應(yīng)力將產(chǎn)生成比例的電輸出。傳感器的內(nèi)置信號(hào)調(diào)節(jié)電路或直接用于充電模型類型的電連接器傳輸電輸出。
這些加速度計(jì)使用與底座和外殼隔離的傳感晶體,這意味著它們?cè)谝种扑矐B(tài)熱和底座彎曲效應(yīng)方面表現(xiàn)出色。它們的尺寸也更小,促進(jìn)了更高的頻率響應(yīng)。