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      加速度傳感器

      直流響應加速度傳感器

      發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:52

        兩種技術經常被用來制作直流響應加速度傳感器:電容型壓阻型

        電容型

        電容型(隨加速度變化,由檢測質量塊引起電容變化)加速度傳感器在當今是最通用的。在某些領域無可替代,如安全氣囊,手機移動設備等。高的產量使得該類傳感器成本低廉。但是這種低成本的傳感器受制于較低的信噪比,有限的動態(tài)范圍。所有的電容型加速度傳感器都具有內部時鐘,該時鐘(~500kHz)是檢測電路必不可少的部分,由于泄漏經常會對輸出信號產生干擾。這種噪聲的頻率遠高于測量信號的頻率,一般不會對測量結果造成影響,但是它始終和測試信號疊加在一起。由于內置了放大器芯片,其一般具有3線(或4線差分輸出)接口。只要有直流供電便能工作。

        電容型加速度傳感器的工作帶寬一般限制在幾百Hz,部分原因是其具有大的內部結構和重的空氣阻尼。電容型加速度傳感器適合測量低量程的加速度,其上限一般在100g以內。除了這些限制,現代的電容型加速度傳感器,特別是儀用級別的器件,具有很好的線性和高的穩(wěn)定性。電容型加速度傳感器通常適合板載測試,成本低是一個原因。對于低頻運動測試,加速度一般也低,它們是一個理想的選擇。例如土木工程中的振動測試。

        壓阻型

        壓阻型加速度傳感器是另一種廣泛應用的直流響應加速度傳感器。不同于電容型加速度傳感器通過電容的變化測量加速度,壓阻型加速度傳感器通過應變電阻值的變化輸出加速度信號,應變電阻是傳感器慣性感應系統(tǒng)的一部分。很多工程師熟悉應變片,并知道如何測量其輸出。大多數的壓阻型傳感器對溫度變化敏感,因而需要對其輸出信號在傳感器內部或外部做溫度補償。現代壓阻型加速度傳感器包含一個專用集成電路做在板信號處理,也包含溫度補償。壓阻型加速度傳感器的工作頻率可達5000Hz。許多壓阻型加速度傳感器要么采用空氣阻尼(MEMS型),要么采用液體阻尼(粘貼應變片型)。阻尼特性是選擇傳感器的一個重要因素。某些應用下,輸入的機械振動包含高頻成份(或激發(fā)高頻響應),帶阻尼的傳感器可以防止本身產生振鈴(諧振),從而保留或增大了可用動態(tài)范圍。由于壓阻型加速度傳感器的輸出是差分的純電阻信息,信噪比通常很好;其動態(tài)范圍僅受限于后接直流放大器的品質。對于高加速度沖擊測試,某些壓阻型加速度傳感器能夠測量到超出10000g的加速度。由于具有寬的頻率響應能力。壓阻型加速度傳感器適合做脈沖、碰撞測試,在這些測試中頻率和加速度通常都很高。作為具有直流響應能力的傳感器,通過其加速度輸出,使用者可以得到無積分誤差的速度和位移信息。壓阻型加速度傳感器通常應用于汽車安全測試,武器測試,地震測試等。

        

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