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加速度传感器的工作原理是什么?(加速度传感器是怎样的工作原理)

加速度传感器的工作原理是什么?(加速度传感器是怎样的工作原理)

那么加速度传感器是如何工作的呢?下面让我们跟随边肖一起学习:

传感器将测点的加速度信号转换成相应的电信号,进入前置放大电路,通过信号调理电路提高信号的信噪比,然后进行模数转换得到数字信号,最后送入计算机,计算机存储并显示数据。

当传感器以加速度A运动时,质量受到与加速度方向相反的惯性力,发生与加速度A成正比的变形,使悬臂梁也产生应力和应变。这种变形可以通过附着在悬臂梁上的扩散电阻感觉到。根据硅的压阻效应,扩散电阻器的电阻与应变成比例地变化。把这个电阻作为电桥的一个桥臂,通过测量电桥输出电压的变化就可以测出加速度。

线性加速度计的原理是惯性原理,也就是力的平衡。a(加速度)=F(惯性力)/M(质量)我们只需要测量F,如何测量F?就用电磁力来平衡这个力。可以得到f和电流之间的关系。只需要通过实验来校准这个比例系数。当然,中间的信号传输、放大、滤波都是电路的事情。

大多数加速度传感器都是根据压电效应原理工作的。

所谓压电效应就是“没有对称中心的异极晶体施加在晶体上的外力,不仅会使晶体变形,还会改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场。这种介质被机械力极化的现象称为正压电效应”。

一般来说,加速度传感器利用的是加速度引起的内部晶体变形。因为这种变形会产生电压,只要计算出产生的电压和施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化为电压输出。当然,制作加速度传感器的方法还有很多,如压阻技术、电容效应、热气泡效应、光学效应等,但最基本的原理是某种介质因加速度而发生形变,测量这种形变,并通过相关电路转换成电压输出。每种技术都有自己的机遇和问题。

压阻式加速度传感器因其在汽车工业中的广泛应用而发展最快。随着安全成为汽车制造商的卖点,这样的附加系统越来越多。

压电技术在工业上主要用于防止机器故障。使用这种传感器可以检测潜在的机器故障,实现自我保护,并避免对工人的意外伤害。这种传感器具有用户,尤其是质量行业的用户所追求的可重复性、稳定性和自主性。然而,在许多新的应用领域中,许多用户并不知道使用这种传感器,厂商冒险进入这个尚待开发的市场将会很麻烦,因为最终用户并不太了解使用这种传感器所带来的问题和解决方案。如果这些问题能够得到解决,将会推动压电传感器的快速发展。

使用加速度传感器时,在低频测量时,有时输出信号会失真。各种测量判断方法都找不到失败的原因。经过分析总结,导致测量结果失真的主要因素有:系统低频响应差、系统低频信噪比差、外界环境对测量信号的影响。所以只要出现加速度传感器低频测量信号失真的情况,对比以上三点,看看是什么原因造成的,有针对性的解决。

标签:传感器信号效应


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