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加速度传感器的工作原理和多种应用范围

发表时间:2021-05-12 18:37【 阅读量:-

  我们将传感器与我们的设备一起使用以监视和控制各种物理量。这些设备在传感器的帮助下与周围环境互动。随着技术的发展,今天我们有了各种各样的传感器。无论是模拟形式还是数字形式,都可以测量物理量,例如温度,压力,湿度,方向,光强度等。加速度传感器是用于测量设备速度和加速度的此类传感器之一。


  一、什么是加速度传感器?


  人体速度相对于时间的变化率称为加速度。根据相对理论,取决于测量加速度的相对对象,有两种类型的加速度。适当的加速度,即相对于惯性的身体或相对于被测物体静止的观察者的物理加速度。


  坐标加速度取决于坐标系的选择和观察者的选择。这不等于适当的加速度。加速度传感器是用于测量物体适当加速度的机电设备。


  二、加速度传感器的工作原理


  加速度计的基本工作原理例如是弹簧上的倾倒质量。当此设备经历加速度时,质量块将移位,直到弹簧可以轻松移动质量块为止,其速率等于所感测到的加速度。然后,使用该位移值来测量加速度。


  加速度计可用作数字设备和模拟设备。加速度计采用不同的方法设计。压电,压阻和电容元件通常用于将加速度计中引起的机械运动转换为电信号。


  压电加速度计由单晶组成。这些使用压电效应来测量加速度。当施加应力时,这些晶体产生电压,该电压被解释为确定速度和方向。


  电容式加速度计使用硅微机械元件。在此,当感测到加速度时会产生电容,并且该电容会转换为电压以测量速度值。


  现代的加速度计是最小的MEMS,由具有测试质量的悬臂梁组成。加速度计有二维和三维形式,可以测量速度和方向。当需要较高频率范围,高温范围和低包装重量时,压电加速度计是最佳选择。


  三、加速度传感器的应用如下:


  1.对于惯性导航系统,使用了高度灵敏的加速度计。


  2.用于检测和监视旋转机械中的振动。


  3.在数码相机的屏幕上以直立的位置显示图像。


  4.用于无人机的飞行稳定。


  5.加速度计用于感测方向,协调加速度,振动,震动。


  6.用于检测设备在笔记本电脑和移动设备中的位置。


  7.高频记录生物应用中的双轴和三轴加速度,以区分动物的行为模式。


  8.机械健康监测。


  9.检测转子机器中的故障。


  10.这些也可用于建筑和结构监测,以在承受动态载荷时测量结构的运动和振动。


  11.测量CPR胸部按压的深度。


  12.导航系统利用加速度传感器来了解方向。


  13.遥感设备还使用加速度计来监视活动中的火山。