加速度传感器大都由检测质量、支承载体和检测电路三部分组成。
按被测量可以分为线加速度、角加速度、加加速度传感器。按工作原理可以分为压电式、应变片式、半导体式、变电容式、压阻式、伺服式、磁电式、力平衡式、电位计式、光纤式等。
压电式加速度传感器利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力,压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。主要优点是精度高,频响宽,动态范围大,尺寸小,重量轻,寿命长,易于安装,稳定性好,耐高温。主要缺点是受温度、噪声等影响大,需要与高阻抗前置放大器配用。
变电容式加速度传感器一般也采用弹簧质量系统。当质量受加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电容值变化。主要优点是灵敏度高,输出稳定,线性度高,稳态响应,输出阻抗低。但受湿度以及电容介质的影响大,配套仪器要求高,非接触性测量精度差。
压阻式加速度传感器以硅压阻效应为理论基础,通过力敏电阻构成的惠斯通电桥感测加速度变化。此类传感器直流电压响应输出,通带宽度大,灵敏度高,有内部阻尼机构,尺寸小,重量轻。主要缺点是受温度影响大,需外接电源。
光纤加速度传感器基于光学检测原理,相比于电子式加速度传感器,精度高、不受电磁干扰、能在恶劣环境下工作和易于集成等优点受到了人们的关注。可从基本原理上分为光纤光学式和光纤光栅式加速度传感器,光纤光学式加速度传感器的调制方式可分为光弹效应型、光强型、干涉型等,光纤光栅式加速度传感器可分为带宽调制型和波长调制型两种。
加速度传感器是工业中测量振动和冲击的基本器件,也是惯性测量和导航系统的主要惯性元件之一,输出的信号与载体的运动加速度成比例或成一定的函数关系,广泛应用于航空、航天、航海、大地测量、工业控制等领域。