傳感器在加速過(guò)程中,通過(guò)對質(zhì)量塊所受慣性力的測量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同,常見(jiàn)的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。
加速度振動(dòng)傳感器,包括由硅膜片、上蓋、下蓋,膜片處于上蓋、下蓋之間,鍵合在一起;一維或二維納米材料、金電極和引線(xiàn)分布在膜片上,并采用壓焊工藝引出導線(xiàn);工業(yè)現場(chǎng)測振傳感器,主要是壓電式加速度傳感器。
其工作原理主要利于壓電敏感元件的壓電效應得到與振動(dòng)或者壓力成正比的電荷量或者電壓量。目前工業(yè)現場(chǎng)典型采用IEPE型加速度傳感器,及內置IC電路壓電加速度傳感器,傳感器輸出與振動(dòng)量正正比的電壓信號。
加速度振動(dòng)傳感器是用來(lái)將加速度這一物理信號轉變成便于測量的電信號的測試儀器。差容式力平衡加速度傳感器則把被測的加速度轉換為電容器的電容量變化。
實(shí)現這種功能的方法有變間隙,變面積,變介電常量三種,差容式力平衡加速度傳感器利用變間隙,且用差動(dòng)式的結構,它優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)響應好,能實(shí)現無(wú)接觸式測量,靈敏度好,分辨率強,能測量0.01um甚至更微小的位移,但是由于本身的電容量一般很小,僅幾pF至幾百pF,其容抗可高達幾MΩ至幾百MΩ,所以對絕緣電阻的要求較高,并且寄生電容(引線(xiàn)電容及儀器中各元器件與極板間電容等)不可忽視。近年來(lái)由于廣泛應用集成電路,使電子線(xiàn)路緊靠傳感器的極板,使寄生電容,非線(xiàn)性等缺點(diǎn)不斷得到克服。
差容式力平衡加速度傳感器的機械部分緊靠電路板,把加速度的變化轉變?yōu)殡娙葜虚g極的位移變化,后續電路通過(guò)對位移的檢測,輸出一個(gè)對應的電壓值,由此即可以求得加速度值。
為保證傳感器的正常工作.,加在電容兩個(gè)極板的偏置電壓必須由過(guò)零比較器的輸出方波電壓來(lái)提供。