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一文带您了解加速度传感器

更新时间:2023-06-26点击次数:435

加速度传感器是什么?

加速度传感器是一种能够测量物体加速度的传感器,在运动过程中,通过测量质量的惯性力和牛顿第二定律得到加速度。

根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器有电容式、电感式、应变式等。

通过测量重力加速度,可以计算出设备相对于水平面的倾斜度,也可以通过分析动态加速度来计算设备的运动。

一些智能手表会有安装加速度传感器和陀螺仪芯片技术。


加速度传感器如何测量加速度?

加速度传感器沿三个轴运动:

X - 从左向右倾斜

Y - 前后倾斜

Z - 上下移动

加速度计轴读数以浮点值的形式提供,以 m/s^2 为单位。


加速度传感器原理?

加速度传感器经常用于大型电子设备的简单电路,尽管外观不起眼,但加速度传感器以多种方式工作,其中两种是压电加速度计和电容加速度计。

压电加速度传感器--压电效应

压电加速度传感器主要应用的是压电效应,压电效应是*流行的形式。主要使用加速力而受到的微观晶体结构,压力会在晶体中产生电压,加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。

压力加速度传感器--压电效应的工作原理

加速度传感器包含微观晶体结构,当发生振动时会产生电压,然后产生的电压会产生加速度的读数。

电容式加速度传感器-电容变化

电容加速度传感器感应结构之间的电容变化。如果加速力移动这些微结构中的一个,则电容会发生变化,并且加速度传感器会将此电容转换为电压以进行解释。

电容加速度传感器--电容变化的工作原理

力 = 质量 x 加速度,所以要找到加速度,它需要存在的力 / 物体的质量。这就是电容加速度传感器中电容效应的工作原理:

存在 2 个电容板

物体的质量压在其中一个电容器板上,从而改变电容并允许测量力

在已知物体的力和质量的情况下,最终会测量加速度


加速度传感器的功能?

1.加速传感器倾斜角度。加速度传感器可用于测量倾斜角。由重力引起的加速度的持续测量可以用加速度传感器来测量。

2.加速传感器跟踪运动。虽然很容易认为使用加速度传感器来跟踪物体随时间的位置是比较简单的,但是使用加速度传感器跟踪绝对位置还是没有那么容易。

3.加速传感器测量振动。

加速度传感器可用于测量振动的频率和幅度。加速传感器可用于测量小到人类无法察觉到的加速度效应,例如检测地震事件或测量建筑物的共振频率。

可以测量的振动频率范围和振幅取决于加速度计的速度和噪音水平,为了得到一相对准确的结果,确保加速度传感器的数据速率至少比最快振动频率快 4 倍,还需要确保加速度传感器的本底噪声明显小于信号预计。

4.加速传感器测量高频振动。

如果你将加速度传感器安装在比加速度传感器测量速度更快的强烈振动的机器上,有可能存在混叠效应和偏移,从而影响测量。

如果你测量的结构可能会产生高频振动,建议使用某种防震架将加速度传感器与这些振动隔离开来,通常是由橡胶、松紧、或者弹簧制成的比较简单的物件。


加速度传感器的应用领域?加速度传感器在各个领域发挥着重要作用,包括工业、医疗、社会应用和国内应用,用于监测各种物体的运动。

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