通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、压电式、压阻式和电位器式等类型。
测量运动物体线加速度和振动参数的传感器。
通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、压电式、压阻式和电位器式等类型。
电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代,如安全气囊、手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统工艺,在大量生产时变得经济,从而保证了较低的成本。
压电式加速度传感器通常采用压电晶体传感器作为敏感元件。在压电晶体传感器中,输出端产生与所承受加速度成比例的电压,敏感元件由两片压电晶体圆片组,由弹簧预先加载的质量块放置在压电晶体圆片上,整个组件安装在厚基座的金属壳体内。当传感器随运动物体作加速度运动时,质量块向压电晶体圆片施加一个与质量块加速度精确地成比例的力。由于压电效应,在两个压电晶体圆片的两端产生电位差(电压)。该电位差与质量块的加速度成比例。为了放大压电式加速度传感器较小的输出信号,传感器既可同电压放大器配合使用,也可同电荷放大器配合使用。压电式加速度传感器具有自振频率高、体积小、质量轻及灵敏度高等优点,但其低频性能较差,输出信号较小和输出阻抗较高。其通常应用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等场合。
压阻式加速度传感器采用压阻式加速度传感器测量加速度。以应变压阻式加速度传感器为例,其敏感元件为半导体材料制成的电阻测量电桥,且安装在微型的悬臂梁上,结构动态模型仍是弹簧质量系统。在测量过程中,质量块受动载荷作用而发生位移,引起悬臂梁的伸长或缩短,而悬臂梁上应力分布的变化改变了压敏电阻的阻值,最终通过电阻测量电桥得到与加速度成比例的电信号。压阻式加速度传感器具有尺寸紧凑、适用范围灵活、灵敏度高以及量程宽等优点,但其测量结果易受温度影响,适用范围也比压电式加速度仪窄。
电位器式加速度传感器采用电位器式加速度器测量加速度,此时敏感元件为电位器。在测量过程中,质量块将动载荷传递到片状弹簧上,片状弹簧发生位移,引起电刷在电位器的电阻元件上滑动,产生于加速度成比例的电信号。电位器式加速度传感器具有结构简单、价格低廉、性能稳定等优点,但其精度差、动态响应低。电位器式加速度传感器通常适用于恶劣工况、对响应速度无要求等场合。
此外,重力加速度传感器是非常重要的一类加速度传感器,它能够感知到加速力的变化,加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,比如晃动、跌落、上升、下降等各种移动变化,进而将这些加速力转化为电信号。通过测量由于重力引起的加速度,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,可以分析出设备移动的方式。重力加速度传感器被广泛应用于地震监测、导航、设备或终端姿态控制等领域。