加速度傳感器的原理

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。加速度計(jì)有兩種：一種是角加速度計(jì)，是由陀螺儀（角速度傳感器）的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計(jì)。通過測(cè)量由于重力引起的加速度，可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜角度。通過分析動(dòng)態(tài)加速度，可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式。

陀螺儀傳感器和加速度傳感器的區(qū)別

陀螺儀測(cè)角速度的，加速度是測(cè)線性加速度的。前者是慣性原理，后者是利用的力平衡原理。

加速度計(jì)在較長時(shí)間的測(cè)量值是正確的，而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在，而有誤差。陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi)則比較準(zhǔn)確而較長時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此，需要兩者（相互調(diào)整）來確保航向的正確。

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力，將加速度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。加速度計(jì)有兩種：一種是角加速度計(jì)，是由陀螺儀（角速度傳感器）的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計(jì)。加速度傳感器可應(yīng)用在工業(yè)控制、儀器儀表；手柄振動(dòng)和搖晃、玩具、鼠標(biāo)；汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視；工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、檢測(cè)；鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析；高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比如壓阻技術(shù)，電容效應(yīng)，熱氣泡效應(yīng)，光效應(yīng)，但是其基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過測(cè)量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過程中，通過對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。目前，有很多交通工具都開始用加速度傳感器。  傳感器的靈敏度是指在穩(wěn)定工作狀態(tài)下輸出變化量與輸入變化量的比值，對(duì)于線性傳感器其靈敏度就是它的校準(zhǔn)曲線的斜率，為一常數(shù)。而非線性傳感器的靈敏度為一變量，其靈敏度可表示為K = dY/dX，也可用某一小區(qū)域內(nèi)的擬合直線的斜率表示。通常希望傳感器的靈敏度高，在滿量程內(nèi)是恒定的，即傳感器的輸入輸出特性為直線。就加速度傳感器而言，就是加速度變化1g時(shí)，輸出電壓變化100mV,則其靈敏度為 100mV/g。 了解加速度傳感器的靈敏度是很有必要的，一般而言靈敏度大對(duì)測(cè)量電路要求低。但是靈敏度過大之后，一般也會(huì)要求測(cè)量電路的測(cè)量范圍寬。比較理想的是選擇合適的靈敏度，使傳感器在測(cè)量范圍內(nèi)輸出零至滿幅的信號(hào)。這樣測(cè)量電路的測(cè)量范圍就能充分利用，更大限度上提高測(cè)量精度。

壓電加速度傳感器使用壓電片直接將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。市場(chǎng)上銷售的普通壓電片的諧振頻率都在音頻段的，與振動(dòng)信號(hào)頻率相差較大。為了降低諧振頻率，人們使用彈簧球與壓電片基體連接。在降低整體諧振頻率的同時(shí)，彈簧也降低振動(dòng)能量的消耗，延長振動(dòng)衰減的時(shí)間，增強(qiáng)了振動(dòng)效果。那么言歸下傳，壓電加速度傳感器究竟有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)呢？

壓電加速度傳感器的兩大優(yōu)點(diǎn)是：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取材方便；

2.安裝方便，使用壽命長。

壓電加速度傳感器的兩大缺點(diǎn)：

1.諧振頻率高，容易受到聲音的干擾；

2.輸出阻抗高，輸出信號(hào)弱，傳感器輸出信號(hào)需要經(jīng)過放大電路放大后才能送檢測(cè)電路檢測(cè)。