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加速度传感器工作原理及应用

发布时间:2016-03-20作者:智汇张瑜

  加速度传感器,顾名思义,是可将加速度转换为其他形式信号并得以输出的装置,那么其工作原理是什么呢?接下来我们就一起来看看吧~

  一、简介

  加速度传感器,英文名称为acceleration transducer,是一种利用感受加速度并将其转换为电信号的方式来测量加速力(加速力即指作用于物体上使物体处于加速过程中的力)的设备。目前已在汽车安全、智能产品、游戏控制等众多领域都得到广泛的应用。

  二、分类

  加速度计按原理的不同可分为线加速度计和角加速度计两种。加速度传感器一般可分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器和伺服式加速度传感器四种。接下来我们就分别来看一下这六中加速度传感器的工作原理是什么样子的吧~~

  三、线加速度计

  线加速度计是利用惯性原理来进行工作的。根据公式A=F/M,即加速度=惯性力/质量,只需对惯性力F进行测量即可得出加速度A的大小。那么问题来了,惯性力F如何进行测量呢?可以用电磁力来平衡这个力,得出这个力与电流之间的对应关系,然后在实验中标定这个比例系数就哦啦~

  四、角加速度计

  角加速度计是利用压电效应来进行工作的,压电效应的定义如下:当存在外力加于不存在对称中心的异极晶体上时,该外力不仅会改变晶体的外在形态,还将改变其内部的极化状态,在晶体的内部建立电场,机械力改变极化状态的现象称为正压电效应。

  以角加速度计为例的大多数加速度计都是利用加速度致使晶体变形的特性来进行工作的。外力使得晶体变形,变形的同时会产生电压,因此只需计算加速度与电压的关系,即可将加速度转换成电压的形式输出。

  五、压电式加速度传感器

  压电式加速度传感器是利用压电效应来进行工作的,当加速度计振动时,加速度发生变化,加于压电元件上的外力必然也会产生变化,若被测振动的频率远低于加速度计的固有频率,则外力的变化与加速度成正比。

  六、压阻式加速度传感器

  压阻式加速度传感器基于MEMS硅微加工技术,具有结构简单、体积小、功耗低等诸多特点,在汽车的碰撞实验、设备的振动监测、仪器的测试等方面均有着广泛的应用。

  七、电容式加速度传感器

  电容式加速度传感器基于电容原理的极距变化,同压阻式加速度传感器一样采用了MEMS技术,在安全气囊、手机移动设备等领域具备不可动摇的地位。

  八、伺服式加速度传感器

  伺服式加速度传感器工作于闭环状态下,其振动系统由m-k系统构成,在m上接有电磁线圈,当有加速度输入时,m偏离平衡位置,由位移检测器检测其位移大小并经伺服放大器处理后以电流的形式输出,电流流经电磁线圈,在磁场中产生电磁恢复力力图使m恢复平衡位置。伺服式加速度传感器存在反馈,具有抗干扰能力强、动态性能好、测量精度高等特点,已广泛地应用于惯性导航、惯性制导系统中。

  九、应用

  1)地震检波器

  2)车祸报警系统

  3)高压导线舞动的监测

  4)设备或终端姿态的检测

  5)实现游戏的控制

  6)图像自动翻转功能

  7)计步器功能

  8)防手抖功能

  9)闪信功能

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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