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【干货】一文读懂加速度传感器

导读: 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。

加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。

为了测量并计算这些物理量,便产生了加速度传感器

加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速力,将加速度转换为电信号的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是个常量,比如g,也可以是变量。加速度计有两种:一种是角加速度计,是由陀螺仪(角速度传感器)的改进的。另一种就是线加速度计。

加速度传感器可应用在工业控制、仪器仪表;手柄振动和摇晃、玩具、鼠标;汽车制动启动检测、报警系统;结构物、环境监视;工程测振、地质勘探、地震检测;铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析;高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。

加速度传感器的分类及原理

根据牛顿第二定律:A(加速度)=F(力)/M(质量)

只需测量作用力F就可以得到已知质量物体的加速度。利用电磁力平衡这个力,就可以得到作用力与电流(电压)的对应关系,通过这个简单的原理来设计加速度传感器。

所以,加速度传感器的本质是通过作用力造成传感器内部敏感部件发生变形,通过测量其变形并用相关电路转化成电压输出,得到相应的加速度信号。

加速度传感器按工作原理又分为四种:

1、压电式加速度传感器

【干货】一文读懂加速度传感器

压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。

某些晶体在一定方向上受力变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷;当外力去除后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称为“压电效应”。

具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等。

【干货】一文读懂加速度传感器

在加速度计受振时,质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时,则力的变化与被测加速度成正比。

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