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速度傳感器原理
速度傳感器可應(yīng)用在控制,，手柄振動(dòng)和搖晃，儀器儀表,，汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè),，地震檢測(cè)，報(bào)警系統(tǒng),，玩具,，結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視,，工程測(cè)振,、地質(zhì)勘探、鐵路,、橋梁,、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析；鼠標(biāo),，高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上,。
速度傳感器工作原理
慣性原理，也就是力的平衡，A（加速度）=F（慣性力）/M（質(zhì)量）我們只需要測(cè)量F就可以了,。怎么測(cè)量F,？用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對(duì)應(yīng)于電流的關(guān)系,。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了,。當(dāng)然中間的信號(hào)傳輸、放大,、濾波就是電路的事了,。
現(xiàn)代科技要求加速度傳感器廉價(jià)、性能*,、易于大批量生產(chǎn),。在諸如軍工、空間系統(tǒng),、科學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域,，需要使用體積小、重量輕,、性能穩(wěn)定的加速度傳感器,。以傳統(tǒng)加工方法制造的加速度傳感器難以全面滿足這些要求。于是應(yīng)用新興的微機(jī)械加工技術(shù)制作的微加速度傳感器應(yīng)運(yùn)而生,。這種傳感器體積小,、重量輕、功耗小,、啟動(dòng)快,、成本低、可靠性高,、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化,。而且，由于微機(jī)械結(jié)構(gòu)重復(fù)性好,、易于集成化,、適于大批量生產(chǎn)，它的性能價(jià)格比很高,?？梢灶A(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，它將在加速度傳感器市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位,。加速度傳感器有壓阻式,、壓電式、電容式等形式,。
傳感器整個(gè)組件裝在一個(gè)原基座上,，并用金屬殼體加以封罩。為了隔離試件的任何應(yīng)變 傳遞到壓電元件上去,，基座尺寸較大,。測(cè)試時(shí)傳感器的基座與測(cè)試件剛性連接。當(dāng)測(cè)試件的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的諧振頻率時(shí),，傳感器輸出電荷(或電壓)與測(cè)試件的加速度成正比,，經(jīng) 電荷放大器或電壓放大器即可測(cè)出加速度
應(yīng)變壓阻式加速度傳感器的敏感芯體為半導(dǎo)體材料制成電阻測(cè)量電橋，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型仍然是彈簧質(zhì)量系統(tǒng)?，F(xiàn)代微加工制造技術(shù)的發(fā)展使壓阻形式敏感芯體的設(shè)計(jì)具有很大的靈活性以適合各種不同的測(cè)量要求,。在靈敏度和量程方面，從低靈敏度高量程的沖擊測(cè)量,，到直流高靈敏度的低頻測(cè)量都有壓阻形式的加速度傳感器,。同時(shí)壓阻式加速度傳感器測(cè)量頻率范圍也可從直流信號(hào)到具有剛度高，測(cè)量頻率范圍到幾十千赫茲的高頻測(cè)量,。超小型化的設(shè)計(jì)也是壓阻式傳感器的一個(gè)亮點(diǎn),。需要指出的是盡管壓阻敏感芯體的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有很大靈活性，但對(duì)某個(gè)特定設(shè)計(jì)的壓阻式芯體而言其使用范圍一般要小于壓電型傳感器,。壓阻式加速度傳感器的另一缺點(diǎn)是受溫度的影響較大,，實(shí)用的傳感器一般都需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在價(jià)格方面,，大批量使用的壓阻式傳感器成本價(jià)具有很大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,，但對(duì)特殊使用的敏感芯體制造成本將遠(yuǎn)高于壓電型加速度傳感器。
電容型加速度傳感器的結(jié)構(gòu)形式一般也采用彈簧質(zhì)量系統(tǒng),。當(dāng)質(zhì)量受加速度作用運(yùn)動(dòng)而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值變化,。電容式加速度計(jì)與其它類型的加速度傳感器相比具有靈敏度高、零頻響應(yīng),、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn),，尤其是受溫度的影響比較小,；但不足之處表現(xiàn)在信號(hào)的輸入與輸出為非線性,，量程有限，受電纜的電容影響,，以及電容傳感器本身是高阻抗信號(hào)源,，因此電容傳感器的輸出信號(hào)往往需通過(guò)后繼電路給于改善。在實(shí)際應(yīng)用中電容式加速度傳感器較多地用于低頻測(cè)量,，其通用性不如壓電式加速度傳感器,，且成本也比壓電式加速度傳感器高得多。
速度傳感器可應(yīng)用在控制,，手柄振動(dòng)和搖晃,，儀器儀表,，汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)，地震檢測(cè),，報(bào)警系統(tǒng),，玩具，結(jié)構(gòu)物,、環(huán)境監(jiān)視,，工程測(cè)振、地質(zhì)勘探,、鐵路,、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析,；鼠標(biāo),，高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。
壓電式傳感器是利用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)原理,。敏感芯體質(zhì)量受振動(dòng)加速度作用后產(chǎn)生一個(gè)與加速度成正比的力,，壓電材料受此力作用后沿其表面形成與這一力成正比的電荷信號(hào)。壓電式加速度傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大,、頻率范圍寬,、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn),，被廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器,。雖然壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，商業(yè)化使用歷史也很長(zhǎng),，但因其性能指標(biāo)與材料特性,、設(shè)計(jì)和加工工藝密切相關(guān)，因此在市場(chǎng)上銷售的同類傳感器性能的實(shí)際參數(shù)以及其穩(wěn)定性和一致性差別非常大,。與壓阻和電容式相比,，其大的缺點(diǎn)是壓電式加速度傳感器不能測(cè)量零頻率的信號(hào)。