加速度计类型简介
物理实验技术中加速度计测量与标定技巧
物理实验技术中加速度计测量与标定技巧加速度计是物理实验中常用的一种仪器，用于测量物体的加速度。
在物理实验中，准确测量和标定加速度计是非常重要的。
本文将介绍加速度计的测量原理以及标定技巧，帮助读者更好地理解和应用加速度计。
一、加速度计的测量原理加速度计是一种用来测量物体加速度的设备，主要通过测量物体的惯性变化来实现。
常见的加速度计有压电式加速度计、光电式加速度计等。
压电式加速度计是利用压电材料的特性实现的。
压电材料在受到力或压力时会产生电荷，从而产生电压信号。
当加速度计受到加速度时，压电材料也会产生变形，并相应地产生电压信号。
通过测量产生的电压信号的大小，即可计算出物体的加速度。
光电式加速度计则是利用光电传感器测量物体的位移变化来实现的。
光电传感器通过光电效应将光信号转化为电信号，当加速度计受到加速度时，物体会发生位移变化，从而导致光电传感器测量到的光信号发生变化。
通过测量光信号的变化，即可计算出物体的加速度。
二、加速度计的标定技巧标定加速度计是为了使其输出的电信号与真实的物体加速度之间有一个准确可靠的对应关系。
下面介绍几种常见的标定技巧。
1. 零点校准零点校准是指在没有受到加速度时，将加速度计的输出调整为零。
可以将加速度计放在静止的平面上进行校准，通过调整仪器上的相关设置使输出为零。
经过零点校准后，可以保证在没有受到加速度时，加速度计的输出为零。
2. 常重校准常重校准是指在受到固定加速度（常重）下，将加速度计的输出调整为一个已知的数值。
首先需要提供一个已知的固定加速度，例如放置在重力水平方向的斜面上，使其受到斜面上固定的加速度。
然后通过调整加速度计的相关设置，使其输出与已知的加速度值相等。
3. 多点标定多点标定是指在多个已知加速度点上进行标定。
可以准备多个已知加速度的实验环境，然后将加速度计分别放置在这些实验环境中进行测量，记录加速度计的输出值。
根据已知的加速度和加速度计的输出值，可以建立起一个加速度与输出值之间的对应关系。
加速度计的原理与使用方法
加速度计的原理与使用方法加速度计是一种测量物体加速度的仪器，它在许多领域如航空航天、汽车工程和运动医学等中被广泛应用。
本文将介绍加速度计的原理及使用方法。
一、加速度计的原理加速度计的原理基于牛顿第二定律，即物体的加速度与作用在其上的力成正比。
根据这一原理，加速度计通过测量物体上的力来确定其加速度。
1. 力感应式加速度计力感应式加速度计利用质量对物体的拉力或压力进行测量。
其中一种常见的类型是压电加速度计。
压电加速度计由压电晶体制成，当晶体受力时，会产生电荷。
通过测量晶体上的电荷变化，可以确定施加在物体上的力以及加速度。
2. 运动感应式加速度计运动感应式加速度计则是基于惯性原理。
它包含一个基准质量，通过测量质量相对于基准质量的位置变化来计算加速度。
当物体加速时，质量相对于基准质量会发生位移，该位移可以通过传感器测量出来。
二、加速度计的使用方法加速度计有许多不同的用途，下面简要介绍几种常见的使用方法。
1. 汽车工程在汽车工程中，加速度计被用于测量车辆的加速度、制动效果和行驶状态等。
通过安装加速度计，可以收集与车辆行驶相关的数据，如速度变化、转向行为和许多其他动态信息。
这些数据不仅可用于优化车辆性能，还可用于事故分析和安全评估。
2. 运动医学加速度计在运动医学中也有重要应用。
通过固定加速度计在运动员的身体上，可以测量运动员在训练或比赛中的加速度和冲击力。
这些数据可以帮助医生和教练评估运动员的身体状况和运动技术，并制定相应的康复计划或训练方案。
3. 航空航天在航空航天领域，加速度计是控制飞行器姿态和导航的重要工具。
通过测量加速度和方向，加速度计能够提供精确的导航和飞行控制信息。
它在航天器发射、姿态控制和着陆等过程中起到关键作用。
4. 虚拟现实和游戏控制加速度计也广泛应用于虚拟现实设备和游戏控制器中。
通过将加速度计集成到设备中，用户可以通过身体的动作来控制虚拟现实场景或游戏角色的移动。
这种交互方式使用户体验更加沉浸和自然。
MEMS加速度计
MEMS加速度计MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）加速度计是一种集成了微电子技术、微机械技术和传感器技术的微型加速度计。
MEMS加速度计以微机电系统技术为基础，利用微型机械结构和微电子技术制作而成的一种传感器。
其结构通常包括一个质量并且可以在三个不同方向上移动的臂梁，一些感应电极以及一个基座。
当加速度计受到外部加速度作用时，质量会受力发生偏移，从而导致感应电极的电荷和电场发生变化，通过测量这些变化，就可以得到外部加速度的信息。
MEMS加速度计主要有压电加速度计和电容加速度计两种类型。
压电加速度计是利用压电效应实现加速度测量的，当受到外部加速度作用时，压电材料产生电荷，从而产生电压输出。
电容加速度计是基于电容变化原理设计的，当加速度计产生加速度时，微机械结构中的电容会发生变化，通过测量电容变化就可以得到加速度的信息。
由于压电加速度计和电容加速度计都是微型化设计，制作工艺成熟，因此MEMS加速度计具有尺寸小、功耗低、成本低和可靠性高等特点。
MEMS加速度计广泛应用于许多领域，特别是在移动设备、汽车、航空航天、智能穿戴设备和工业自动化等领域。
在移动设备方面，MEMS加速度计可用于屏幕旋转、晃动控制和跌落检测等功能。
在汽车领域，MEMS加速度计能够实现碰撞检测、车身稳定控制和自动泊车等功能。
在航空航天领域，MEMS加速度计可用于姿态测量和导航系统。
在智能穿戴设备方面，MEMS加速度计可用于步数统计、睡眠监测和运动追踪等功能。
在工业自动化领域，MEMS加速度计可用于振动检测和故障诊断等应用。
然而，MEMS加速度计也存在一些问题。
首先，由于其微小尺寸，对温度、湿度和振动等环境因素的影响较大，可能会导致测量误差。
其次，MEMS加速度计的精度和分辨率相对较低，对微小加速度的测量不够敏感。
此外，MEMS加速度计的线性度和漂移等问题也需要进一步优化和改进。
综上所述，MEMS加速度计作为一种集成了微电子技术、微机械技术和传感器技术的微型加速度计，在各个领域有着重要的应用价值。
加速度计原理课件
02
理
牛顿第二定律与加速度计
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。在加速度计中，这个 原理用于测量加速度。
加速度计中的力平衡系统
通过测量施加在已知质量的物体上的力，可以计算出加速度。力平衡系统通常由 弹簧和阻尼器组成，用于保持物体的平衡状态。
压电效应与加速度计
压电效应
某些材料在受到压力时会产生电势， 反之在电场作用下会发生形变。压电 效应是加速度计中测量加速度的关键 机制之一。
地震监测中的加速度计
总结词
用于监测地震产生的振动，提供地震预警和 震级评估。
详细描述
在地震监测中，加速度计被用来监测地壳运 动产生的振动。通过在地震多发区域安装加 速度计，可以实时监测地壳运动的加速度变 化，提供地震预警，并评估地震的震级和影 响范围。
无人机飞行控制系统中的加速度计
总结词
用于稳定无人机飞行姿态，实现精确悬停和 导航。
总结词
噪声水平是衡量加速度计性能的重要参数，低噪声水平的加速度计能够提供更纯净的测量 结果。
详细描述
在复杂的环境中，如机械振动、电磁干扰等，高噪声水平的加速度计容易受到干扰，导致 测量结果失真。因此，在选择时需要关注其噪声水平参数。
加速度计的校准与
05
标定
加速度计的静态校准
01
02
03
静态校准定义
加速度计原理课件
目 录
• 加速度计概述 • 加速度计的工作原理 • 加速度计的结构 • 加速度计的特性参数 • 加速度计的校准与标定 • 加速度计的应用实例
加速度计概述
01
加速度计的定义
总结词
加速度计是一种测量物体加速度的传感器，通常由质量块和支撑系统组成。
加速度计分类方法
加速度计分类方法加速度计是一种用于测量物体加速度的仪器。
它可以通过测量物体在不同时间点上的速度变化来计算出物体的加速度。
根据测量原理和应用领域的不同，加速度计可以分为多种不同的类型。
根据工作原理的不同，加速度计可以分为机械式加速度计、电容式加速度计、压电式加速度计和震动式加速度计等。
机械式加速度计是最早出现的加速度计类型。
它利用质量对弹簧系统的作用力来测量加速度。
当物体受到加速度时，质量会对弹簧系统产生位移，通过测量位移的变化可以计算出加速度的大小。
机械式加速度计结构简单、成本低廉，但响应频率较低，适用于测量较低频率的加速度变化。
电容式加速度计是利用电容的变化来测量加速度的。
它由两个平行的电极组成，当物体受到加速度时，电容之间的距离会发生变化，进而改变电容的值。
通过测量电容的变化，可以计算出加速度的大小。
电容式加速度计具有高分辨率和高频率响应的优点，适用于测量高频率的加速度变化。
压电式加速度计是利用压电材料的特性来测量加速度的。
压电材料具有Piezoelectric效应，即当物体受到力或压力时会产生电荷。
压电式加速度计利用压电材料受到加速度产生的力来产生电荷，通过测量电荷的变化可以计算出加速度的大小。
压电式加速度计响应速度快，可测量高频的振动信号。
震动式加速度计通过测量传感器的振动频率和振幅来测量加速度的。
它由一个或多个质量与弹簧相连接的振子组成。
当物体受到加速度时，振子会相应地振动，通过测量振子的振动频率和振幅变化，可以计算出加速度的大小。
震动式加速度计响应速度快，适用于测量高频的加速度变化。
根据应用领域的不同，加速度计可以分为工业加速度计、汽车加速度计和运动加速度计等。
工业加速度计主要用于工业生产中的振动监测和设备状态监测。
它可以测量设备的振动情况，监测设备的运行状态和故障情况，以便及时进行维修和保养。
工业加速度计通常具有高频响应和大动态范围的特点。
汽车加速度计主要用于汽车工业中的车辆稳定性控制和碰撞检测。
加速度计
常用加速度计的基本原理及工作特点概念介绍加速度计是测量运载体线加速度的仪表。
应用于飞行控制系统，加速度计作为动态特性校正元件。
研究飞行器颤振和疲劳寿命的重要工具。
加速度计的一般结构：加速度计由检测质量（也称敏感质量）、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。
检测质量受支承的约束只能沿一条轴线移动，这个轴常称为输入轴或敏感轴。
常用加速度计1.重锤式加速度计2.液浮摆式加速度计3.挠性摆式加速度计4.振弦式加速度计5.微机械加速度计6.摆式积分陀螺加速度计（一）、重锤式加速度计基座加速度a，弹簧的回复力Ft=K△s，质量块加速度a′，a= a′。
根据牛顿定律Ft=m a′，因此a= a′=Ft/m=K△s/m，即a=k′△s式中k′=K/m。
重锤式加速度计结构示意图导弹发射后，锁定装置解锁，使重锤能够活动，阻尼器的作用是给重锤的运动引入阻力，消除重锤运动过程中的振荡。
敏感轴与弹体的某一个轴平行，来测量导弹飞行时沿该轴产生的加速度。
（二）、液浮式加速度计液浮摆式加速度计结构示意图惯性体绕旋转轴产生惯性力距：Ma=Lma转动角度θ，传感器输出电压信号U=Kuθ，放大器输出电流信号I=KiU,力矩器产生的力矩Mk=KmI=KmKiU=KmKiKuθMk=MaKmI=Lma则I=Lma/KmMk=KmI=KmKiU=KmKiKuθ（1）摆件放在一个浮子内，浮液产生的浮力能卸除浮子摆组件对轴承的负载，减小支撑摩擦力矩，提高仪表的精度。
（2）浮液不能起定轴作用，因此在高精度摆式加速度计中，同时还采用磁悬浮方法把已经卸荷的浮子摆组件悬浮在中心位置，使它与支撑脱离接触，进一步消除摩擦力矩。
（3）浮液的粘性对摆组件有阻尼作用，能减少动态误差，提高抗振动和抗冲击的能力。
（三）、挠性摆式加速度计（a）挠性加速度计（b）圆柱形挠性支承挠性摆式加速度计的工作原理与液浮摆式加速度计想类似，同样是由力矩再平衡回路所产生的力矩来平衡加速度所引起的惯性力矩。
加速度计测量原理
加速度计测量原理加速度计是一种用于测量物体加速度的仪器。
它的原理是基于牛顿第二定律，即物体的加速度与所受的合力成正比。
通过测量物体所受的力以及物体的质量，可以计算出物体的加速度。
加速度计的工作原理可以分为两种类型：机械式和电子式。
机械式加速度计通常使用弹簧和质量块来测量加速度。
当物体受到加速度时，质量块会受到力的作用而发生位移，弹簧会产生相应的压缩或伸长。
通过测量弹簧的位移，可以确定物体所受的加速度。
电子式加速度计则是通过使用压电材料或微机电系统（MEMS）来测量加速度。
压电材料是一种能够产生电荷的材料，当物体受到加速度时，压电材料会产生电荷。
通过测量电荷的变化，可以确定物体所受的加速度。
MEMS加速度计则是利用微机电系统中的微小结构来测量物体的加速度。
这些微小结构通常是以硅块的形式存在，通过测量硅块的变形或振动来确定加速度。
加速度计在许多领域中都有广泛的应用。
在汽车行业中，加速度计可以用于测量车辆的加速度和制动力，从而提供驾驶员行驶安全的信息。
在航天航空领域中，加速度计可以用于测量飞行器的加速度和姿态，从而保证飞行器的稳定和安全。
此外，加速度计还可以用于运动员的运动监测、智能手机的屏幕旋转和智能手表的步数统计等各种应用。
然而，加速度计也存在一些局限性。
首先，加速度计只能测量物体的线性加速度，无法测量旋转和非线性加速度。
其次，加速度计在测量过程中可能受到外界干扰，例如振动和重力加速度的影响，这可能导致测量结果的误差。
此外，加速度计的精度和灵敏度也是一个挑战，需要进行精确的校准和调整。
为了提高加速度计的性能，研究人员一直在不断改进和创新。
例如，引入了惯性导航系统（INS）和全局定位系统（GPS）等辅助技术，可以提供更准确的位置和速度信息。
此外，还有一些新型的加速度计技术出现，如光学加速度计和基于声波的加速度计，它们具有更高的精度和灵敏度。
加速度计是一种重要的测量工具，可以用于测量物体的加速度。
它的原理基于牛顿第二定律，通过测量物体所受的力和质量来计算加速度。
详解各种形式加速度计的工作原理
详解各种形式加速度计的⼯作原理简单的说加速度计由检测质量、⽀承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。
我们把不同形式加速度计做⼀个原理的介绍，⼀般加速度计可以分为环液浮摆式，挠性摆式，振弦式以及摆式积分陀螺。
他们的⼯作原理基本可以说是不相同的，下⾯就不同形式的加速度计做⼀个详细的讲解：⾸先是环液浮摆式加速度计，它的⼯作原理是：当仪表的壳体沿输⼊轴作加速运动时，检测质量因惯性⽽绕输出轴转动，传感元件将这⼀转⾓变换为电信号，经放⼤后馈送到⼒矩器构成闭环。
⼒矩器产⽣的反馈⼒矩与检测质量所受到的惯性⼒矩相平衡。
输送到⼒矩器中的电信号就被⽤来度量加速度的⼤⼩和⽅向。
摆组件放在⼀个浮⼦内，浮液产⽣的浮⼒能卸除浮⼦摆组件对宝⽯轴承的负载，减⼩⽀承摩擦⼒矩，提⾼仪表的精度。
浮液不能起定轴作⽤，因此在⾼精度摆式加速度计中，同时还采⽤磁悬浮⽅法把已经卸荷的浮⼦摆组件悬浮在中⼼位置上，使它与⽀承脱离接触，进⼀步消除摩擦⼒矩。
浮液的粘性对摆组件有阻尼作⽤,能减⼩动态误差,提⾼抗振动和抗冲击的能⼒。
波纹管⽤来补偿浮液因温度⽽引起的体积变化。
为了使浮液的⽐重、粘度基本保持不变，以保证仪表的性能稳定，⼀般要求有严格的温控装置。
其次是挠性摆式加速度计，它是采⽤挠性⽀承的摆式加速度计。
它的基本⼯作原理与液浮摆式加速度计类似。
这种系统有⼀⾼增益的伺服放⼤器，使摆组件始终⼯作在零位附近。
这样挠性杆的弯曲很⼩,引⼊的弹性⼒矩也微⼩,因此仪表能达到很⾼的精度。
这类加速度计有充油式和⼲式两种。
充油式的内部充以⾼粘性液体作为阻尼液体，可改善仪表动态特性和提⾼抗振动、抗冲击能⼒。
⼲式加速度计采⽤电磁阻尼或空⽓膜阻尼，便于⼩型化、降低成本和缩短启动时间，但精度⽐充油式低。
再者是振弦式加速度计，它是由两根相同的弦丝作为⽀承的线性加速度计。
它的⼯作原理是两根弦丝在永久磁铁的⽓隙磁场中作等幅正弦振动。
弦丝的振动频率与弦丝张⼒的平⽅根成⽐例。
不存在加速度作⽤时，两根弦丝的张⼒相等，振动频率也相等,频率差等于零。
加速度计的工作原理及加速度的计算
智能化技术：通过集成传感器和微 处理器，实现加速度计的智能化， 提高其测量精度和响应速度。
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微型化技术：通过微纳米加工技术， 将加速度计尺寸缩小，使其能够用 于更广泛的应用领域。
多轴向集成：将多个单轴加速度计 集成在一个芯片上，实现多轴向同 时测量，提高测量范围和精度。
压电材料
压电效应：材料 在受到外部压力 时会产生电压， 反之亦然
应用：加速度计 通过测量压电材 料的变形来计算 加速度
优点：高灵敏度、 高精度、稳定性 好
常见材料：石英、 钛酸钡等
压电元件的振动
压电元件是加速度 计的核心部分，能 够将加速度转换为 电信号。
当加速度计受到振 动时，压电元件会 产生相应的电压变 化，从而检测加速 度的大小和方向。
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单位：加速度的单位是米/秒^2（m/s^2），也常用厘米/秒^2 （cm/s^2）。
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注意事项：在计算加速度时需要注意单位的统一，同时要理解加速度的 物理意义和计算方法。
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应用：加速度计广泛应用于导航、运动分析、车辆控制等领域，通过测 量加速度可以推算出物体的运动状态和位置信息。
压电元件的振动与 加速度计的灵敏度 和精度密切相关， 是影响加速度计性 能的关键因素之一 。
为了保证加速度计 的稳定性和可靠性 ，需要对压电元件 的振动进行有效的 控制和监测。
加速度计的测量原理
测量原理：基于牛顿第二定律，通过测量质量块受到的力来计算加速度
结构：主要由质量块、阻尼器和弹簧组成
工作方式：质量块受到外力作用时，会产生加速度，阻尼器将质量块的运 动速度限制在一定范围内，弹簧则提供反作用力 输出信号：加速度计输出的信号是电信号，可以通过电路处理后进行显示 或传输。
加速度计原理范文
加速度计原理范文加速度计是一种用来测量物体在三个方向上加速度的仪器。
它是许多现代设备的核心组件，如智能手机、汽车稳定控制系统和飞机导航系统等。
加速度计的原理基于物体的质量和牛顿第二定律，即物体的加速度等于施加在物体上的力除以物体的质量。
加速度计可以通过不同的物理原理来实现。
下面将介绍一些常见的加速度计原理。
1.电容式加速度计原理：这种类型的加速度计利用平行板电容器的电容变化来测量加速度。
当加速度计受到加速度时，会产生相对于加速度的惯性力。
这个力会导致一方的电容板移动，从而改变电容的值。
通过测量电容的变化，可以确定加速度的大小。
2.压电式加速度计原理：压电式加速度计利用压电效应来测量加速度。
压电材料可以产生电荷的极化，当材料受到外力时，会产生电势差。
加速度时，压电材料中的晶体产生应变，从而产生电势差。
通过测量电势差的变化，可以确定加速度的大小。
3.磁电式加速度计原理：磁电式加速度计使用磁敏材料来测量加速度。
磁敏材料可以生成电压和磁感应强度之间的关系。
当加速度时，磁敏材料中的磁感应强度会发生改变，从而产生电压。
通过测量电压的变化，可以确定加速度的大小。
4.光纤式加速度计原理：光纤式加速度计利用光纤中光的传播时间变化来测量加速度。
当加速度时，光纤会受到应力，从而导致光传输速度发生改变。
通过测量传播时间的变化，可以确定加速度的大小。
总之，加速度计原理可以通过不同的物理效应来实现。
它们都利用外力对物体的影响，从而间接测量物体的加速度。
现代加速度计通常采用微机电系统(MEMS)技术，将传感器和数据处理电路集成在一起，以实现更高的灵敏度和精度。
加速度计广泛应用于科学研究、工业自动化、运动监测和导航等领域。
电容式微加速度计
电容式微加速度计电容式微加速度计的三种常见结构：1、扭摆式微加速度计（跷跷板式）2、梳齿式微加速度计（叉指式）3、悬臂梁式加速度计（三明治式）1、扭摆式微加速度计（跷跷板式）结构：,扭摆式微硅型加速度计由一对挠性轴; 一个板块; 一个质量块和四个电极(二个敏感电极,二个激励电极)组成。
加速度计的挠性抽在扭转方向上是很软的,而在其它方向上很硬。
工作原理：质量块在加速度作用下,产生扭矩使加速度计的挠性轴扭转,引起输出敏感电容的变化。
（工作简图、计算公式）公式中的参数：A 为敏感电极宽度; L 为加速度计板块长度; L - x 0 为敏感电极的长度。
X为介电常数。
如图2 所示, 当无加速度输人时, 摆元件处于平衡位置, 每个传感器电极的极板之间间隙相等, 电容量也相等, 无电压输出。
当有加速度a 输人时, 检测质量的’惯性力将对挠性轴产生惯性力矩( 即图2 中的Ma),使摆元件绕挠性轴偏转O, 导致敏感电容器的一个极板的间隙增大, 电容减小。
另一个极板的间隙减小, 电容增大。
将其电容值△ C 作为一个控制信号, 经后续电子线路形成加在力矩器电极( 即施力电极)上的控制电压△U。
同时在力矩器的控制极板上施加偏置电压Uo。
在控制电压作用下, 间隙大的电极上的电压增大而使静电吸力增大; 间隙小的电极上的电压减小而使静电吸力减小。
其吸力差对挠性轴产生的静电力矩( 即图2 中的Me)作用, 以平衡由加速度产生的惯性力矩Ma。
同样控制电压△u 正比于输人加速度。
, 根据控制电压的大小即可测得加速度值。
式中: k。
为比例系数( 由极板的结构尺寸所决定) ; kd为检测控制电路的增益( 完全由后续电路所决定) ;ku为加速度计的标度因数。
制作工艺：步骤：图6(a )在N 型< 100> 硅片上进行氧化和挠性轴支承扩散,要求硼扩散浓度大于1×1020图6( b )进行第一次EPW腐蚀(各向异性腐蚀)形成加速度计板块与玻璃之间的间隙D图6( c)进行第二次浓硼扩散,为制作加速度计的质量块。
什么是加速度计？
什么是加速度计？加速度计是一种电子传感器，可以测量作用在物体上的加速度，以确定物体在空间中的位置并监视物体的运动。
加速度是矢量，是物体速度的变化率（速度是物体的位移除以时间的变化）。
有两种类型的加速力：静态力和动态力。
静力是不断施加到对象上的力（例如摩擦力或重力）。
动态力是以各种速率（例如振动或在台球游戏中施加在母球上的力）“移动”施加到对象的力。
这就是例如在汽车碰撞安全系统中使用加速度计的原因。
当汽车在强大的动力作用下行驶时，加速度计（感测到快速减速）会将电子信号发送到嵌入式计算机，嵌入式计算机进而展开安全气囊。
MEMS电容式加速度计图。
（HowToMechatronics）共有三种不同类型的加速度计，每种加速度计旨在在其预期的环境中有效运行。
三种类型为：压电，压阻和电容。
压电加速度利用压电效应（物理应力下放置时的压电材料产生电力），以在加速度感变化。
压电加速度计最常用于振动和冲击测量。
压阻式加速度计的灵敏度比压电式加速度计低得多，并且更适合车辆碰撞测试。
压阻式加速度计的电阻与施加在其上的压力成正比。
加速度计的第三种也是最常用的类型是电容式加速度计。
电容式加速度计使用电容的变化来确定物体的加速度。
传感器加速时，其电容器极板之间的距离会随着传感器膜片的移动而变化。
大多数加速度计都是微型的，通常被称为微机电系统（MEMS）加速度计。
由于它们的大小和价格可承受性，它们被嵌入到众多的手持式电子设备（例如电话，平板电脑和视频游戏控制器）中。
在手机和平板电脑中，当设备旋转时，加速度计负责“翻转”屏幕。
动物学家（用于跟踪野外动物的运动），工程师（尤其是在碰撞实验中）和工厂（用于监视机械的振动）也使用加速度计。
测量物体的加速度和质量
测量物体的加速度和质量物体的运动是物理学中的一个重要研究对象，在研究物体的运动过程中，测量物体的加速度和质量是必不可少的。
本文将介绍测量物体加速度和质量的方法和装置，并探讨它们在实际应用中的意义。
一、测量物体的加速度测量物体的加速度需要使用加速度计，它是一种能够测量物体加速度的仪器。
现代加速度计主要有三种类型：机械式、电容式和振动式。
1. 机械式加速度计机械式加速度计是一种基于力的测量原理，它通过测量加速度产生的作用力来确定物体的加速度。
其中一种常见的机械式加速度计是弹簧振子加速度计。
弹簧振子加速度计由一个弹簧振子和一个质量块组成。
当物体加速度发生变化时，质量块会受到一个与加速度成正比的力，从而引起振子振动的频率和振幅的变化。
通过测量振子的振动状态，可以确定物体的加速度。
2. 电容式加速度计电容式加速度计是一种基于电容的测量原理，它通过测量加速度产生的电容变化来确定物体的加速度。
其中一种常见的电容式加速度计是平板电容式加速度计。
平板电容式加速度计由两块平行金属板和一个中间电介质组成。
当物体加速度发生变化时，电介质之间的电容会发生变化。
通过测量电容的变化，可以确定物体的加速度。
3. 振动式加速度计振动式加速度计是一种基于振动的测量原理，它通过测量加速度产生的振动频率来确定物体的加速度。
其中一种常见的振动式加速度计是压电振子加速度计。
压电振子加速度计由压电晶体和质量块组成。
当物体发生加速度变化时，质量块会对压电晶体施加压力，从而引起晶体振动的频率变化。
通过测量晶体振动的频率，可以确定物体的加速度。
二、测量物体的质量测量物体的质量需要使用电子天平，它是一种能够精确测量物体质量的装置。
电子天平的工作原理是通过比较物体的质量与标准质量之间的力的平衡关系来确定物体的质量。
电子天平由称量传感器、数字显示装置和控制电路组成。
当物体放在称盘上时，称量传感器会受到物体质量与世界标准重力之间的作用力。
通过调节传感器的力与重力之间的平衡，可以在数字显示装置上得到物体的质量。
轴加速度计算方式
轴加速度计算方式
轴加速度计(Accelerometer)是一种测量物体加速度的装置。
在许多行业中，加速度计被广泛应用于测量与保护运动物体。
这里将介绍几种轴加速度计的计算方式。
一、单轴加速度计
在单轴加速度计中，只有一个加速度传感器。
为了测量一个运动物体的加速度，必须固定加速度计使其与物体在同一轴线上，即加速度的方向与轴线相同。
单轴加速度计的计算方式很简单，即将所测得的加速度值直接读取即可。
二、三轴加速度计
三轴加速度计包含三个加速度传感器，它们分别固定在三个垂直方向的轴上，即x轴、y轴和z轴。
当一个物体以任意方向运动时，三个传感器分别测量到的加速度值将分别对应于x、y和z方向上的加速度。
这样，我们可以用勾股定理计算出物体的总加速度。
三、微机电系统(MEMS)加速度计
MEMS加速度计是一种基于微机电系统技术的加速度计。
它将微机电系统技术与传统的加速度计技术相结合，具有体积小、重量轻、功耗低等特点。
MEMS加速度计多用于移动设备、游戏控制器，以及车载和工业应用等领域。
四、基于加速度计的姿态估计
加速度计也可以用来测量物体的姿态，即物体在空间中的方向。
通过分析加速度传感器测得的加速度方向，可以计算出物体的姿态。
姿态估计常用于导航、控制、机器人等领域。
以上就是几种常见的轴加速度计的计算方式。
不同类型的加速度计可以根据应用场景的不同选择使用。
加速度计讲解
例二：尽量靠近被测轴、并远离刚性小的安装面
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电荷放大器
阻抗转换作用 放大微弱信号、缩小大信号， 以适应分析仪的量程 高、低通滤波 过载指示 可选的微积分功能，从加速度 计积分至速度、位移
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IEPE 电压式加速度计(别名ICP、CCLD、DeltaTron)
优点
– – – – – 低阻抗输出 可使用低成本的长电缆 无需外部电荷放大器(节省成本) T.E.D.S. 分析仪自动读取传感器内置信息 容易安装、设置更简单
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Note! 只有 B&K提供了环境因 素对灵敏度的影响参数
单频校准
现场校准 计量实验室校准
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加速度计和适调放大器
电荷式加速度计需要外接电荷放大器 电压式加速度计相当于把电荷转换电路单独集成在传感器内部，也叫 IEPE加速度计
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缺点
– 不耐高温(不能超过+125摄氏度) – 受内置电路限制、固定量程 – 内置电路也暴露在传感器安装环境中
四种微加速度计传感器异同
3 、电容扭摆式微加速度计
基本原理与电容式微加速度计相同，结构不同。 敏感单元是不对称质量平板，通过扭转轴与基座相连，基座 上表面布置有固定电极，敏感平板下表面有相应的运动电极，形成 检测电容当有加速度作用时，不对称平板在惯性力作用下，将发生 绕扭转轴的转动。 当质量平板发生偏移时，可以利用电容的静电力来调节平板 的偏转角度，提高系统的测量范围，改善系统的动态特性。
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基本工作原理及工作特点
4、压电式微加速度计
压 电 效 应 ： 电介质在沿一定方向上受到外力而 变形时，其内部会产生极化现象，同 时在它的两个相对表面上出现正负相 反的电荷。 工 作 原 理 在弹性梁上覆盖一层压电材料膜，上电极和下电极分别分布在压 电材料膜的上表面和下表面上，当有外界加速度口作用于敏感质量 块时，弹性梁上会产生应力大小变化，由于压电效应作用，器件结 构的上电极和下电极间会产生电压，由此可通过测量电压（信号处 理电路）的变化来得知外界加速度的变化。
3.基本工作原理及工作特点
2、电容式微加速度计
优 点 ： 灵 敏 度 和 测 量 精 度 高 稳 定 性 好 温 度 漂 移 小 功 耗 极 低 过 载 保 护 能 力 较 强 缺 点 ： 读 出 电 路 复 杂 易 受 寄 生 电 容 影 响 和 电 磁 干 扰
基本工作原理及工作特点
3.基本工作原理及工作特点
2、电容式微加速度计
基 本 原 理 位移变化→电容变化
工 作 原 理 质量块由弹性微梁支撑连接在基体上, 检测电 容的一个极板一般配置在运动的质量块上, 一个 极板配置在固定的基体上。当有加速度作用时， 质量块发生位移，上下电容发生变化，可以得到 电容变化差值，进而得到加速度。
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定义中文名称：加速度传感器英文名称：acceleration transducer定义：能感受加速度并转换成可用输出信号的传感器应用学科：机械工程（一级学科）；传感器（二级学科）；物理量传感器（三级学科）。
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。
加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。
加速力可以是个常量。
加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）改进的。
另一种就是线加速度计。
[1]2分类压电式压电式加速度传感器又称压电加速度计。
它也属于惯性式传感器。
压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。
当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。
压阻式基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。
加速度传感器网为客户提供压阻式加速度传感器/压阻加速度计各品牌的型号、参数、原理、价格、接线图等信息。
电容式电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。
电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。
在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。
电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。
伺服式伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性能好、动态范围大和线性度好等特点。
其工作原理，传感器的振动系统由"m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。
由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。
线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。
怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。
就可以得到F对应于电流的关系。
只需要用实验去标定这个比例系数就行了。
当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。
多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。
所谓的压电效应就是"对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应"。
一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。
由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。
当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。
每种技术都有各自的机会和问题。
压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快。
由于安全性越来越成为汽车制造商的卖点，这种附加系统也越来越多。
压阻式加速度传感器2000年的市场规模约为4.2亿美元，根据有关调查，预计其市值将按年平均4.1%速度增长，至2007年达到5.6亿美元。
这其中，欧洲市场的速度最快，因为欧洲是许多安全气囊和汽车生产企业的所在地。
压电技术主要在工业上用来防止机器故障，使用这种传感器可以检测机器潜在的故障以达到自保护，及避免对工人产生意外伤害，这种传感器具有用户，尤其是质量行业的用户所追求的可重复性、稳定性和自生性。
但是在许多新的应用领域，很多用户尚无使用这类传感器的意识，销售商冒险进入这种尚待开发的市场会麻烦多多，因为终端用户对由于使用这种传感器而带来的问题和解决方法都认识不多。
如果这些问题能够得到解决，将会促进压电传感器得到更快的发展。
2002年压电传感器市值为3亿美元，预计其年增长率将达到4.9%，到2007年达到4.2亿美元。
使用加速度传感器有时会碰到低频场合测量时输出信号出现失真的情况，用多种测量判断方法一时找不出故障出现的原因，经过分析总结，导致测量结果失真的因素主要是：系统低频响应差，系统低频信噪比差，外界环境对测量信号的影响。
所以，只要出现加速度传感器低频测量信号失真情况，对比以上三点看看是哪个因素造成的，有针对性的进行解决[5]。
5技术指标[6]1、灵敏度方面的技术指标：对于一个仪器来说，一般都是灵敏度越高越好的，因为越灵敏，对周围环境发生的加速度的变化就越容易感受到，加速度变化大，很自然地，输出的电压的变化相应地也变大，这样测量就比较容易方便，而测量出来的数据也会比较精确的。
2、带宽方面的技术指标：带宽指的的是传感器可以测量的有效的频带，比如，一个传感器有上百HZ带宽的就可以测量振动了；一个具有五十HZ带宽的传感器就可以有效测量倾角了。
3、量程方面的技术指标：测量不一样的事物的运动所需要的量程都是不一样的，要根据实际情况来衡量。
解析手机上的传感器加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。
加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。
加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。
因此其的范围比重力感应器要大，但是一般在手机被提到的加速度感应器时，其实就是指重力感应器，因此两者可以看做是等价的。
方向感应器手机方向传感器是指，安装在手机上用以检测手机本身处于何种方向状态的部件，而不是通常理解的指南针的功能。
手机方向检测功能可以检测手机处于正竖、倒竖、左横、右横，仰、俯状态。
具有方向检测功能的手机具有使用更方便、更具人性化的特点。
例如，手机旋转后，屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽比例，文字或菜单也可以同时旋转，使你阅读方便;听MP3时。
可能会有人说：这个跟那个重力感应器是一样的？这个两者是不一样的，方向感应器或者叫应用角速度传感器比较合适，一般手机的上的方向感应器是感应水平面上的方位角、旋转角和倾斜角的。
这个如果你可能觉得有点理论的话，举个例子吧。
有方向感应器的能很好的玩都市赛车游戏。
而只有重力感应器也能玩，但是，结果很令人纠结。
为了得到高度真实的试验数据，使用者应当全面地了解所用仪器的工作特性，这些特性是怎样互相影响的，整个环境对这些特性是如何影响的，以及加速度计对被测运动是如何影响的。
加速度计是关键的测量元件，有多种设计型式供选用。
每种设计型式都为某些特定用处设计的，目的是为获得高保真的测量数据。
工程师们应认真地分析测量的要求，选用最合适的加速度计，通常要在灵敏度，重量和频响范围三者之间比较，做出最合适的选择。
传感器主要工作特性分为有效响应与乱真响应两类。
●有效响应effective response在传感器灵敏轴方向上，由输入的机械振动或冲击所引起的传感器的响应。
这种响应是正确使用传感器进行测量，取得可靠数据所期望的。
●乱真响应spurious response在使用传感器测量机械振动或冲击时，由同时存在的其他物理因素所引起的传感器的响应。
这种响应是干扰正确测量的，是不期望的。
（见国家标准GB/T 13823.1-93）有效响应主要有：灵敏度；幅频响应和相频响应；非线性度。
乱真响应主要有：温度响应；瞬变温度灵敏度；横向灵敏度；旋转运动灵敏度；基座应变灵敏度；磁灵敏度；安装力矩灵敏度；对特殊环境的响应。
（见国家标准GB/T 13823.1-93）●灵敏度：（Sensitivity）指定的输出量与指定的输入量之比。
●参考灵敏度：（Reference Sensitivity）在给定的参考频率和参考幅值下传感器的灵敏度值。
传感器灵敏度越高，测量系统的信噪比就越大，系统就不易受静电干扰或电磁场的影响。
对某种具体的加速度计设计型式来说，灵敏度越高，则传感器越重，共振频率也越低。
因此选用多大灵敏度受其重量和频率响应的制约。
一般情况下，传感器的灵敏度包括幅值与相位两个信息，是随频率变化的复数量。
●幅频响应和相频响应在输入的机械振动量值不变的情况下，传感器输出电量的幅值随振动频率的变化，称为幅频响应。
而输出电量的相位随振动频率的变化，称为相频响应。
在工作频段内连续地改变振动频率，且维持输入的机械振动量幅值不变，同时观测传感器的输出，便可测定幅频响应。
若同时测量传感器输出电量与输入机械振动量间的相位差，则又可测定相频响应。
一般情况下，只要求知道幅频响应。
在接近传感器上、下限频率处使用传感器，或有要求时，则必须知道相频响应。
●非线性度在给定的频率和幅值范围内，输出量与输入量成正比，称为线性变化。
实际传感器的校准结果与线性变化偏离的程度，称为该传感器的非线性度。
在由最小值到最大值的传感器动态范围内，逐渐增大输入的机械振动量，同时测量传感器输出幅值的变化，便可测定传感器的输出值与线性输出值的偏差量。
在使用正弦振动发生器进行测定时，可在传感器的工作频率范围内选定几个频率进行，以覆盖传感器整个动态范围。
一般在传感器动态范围的上限附近传感器的输出值与线性值的偏差量最大。
所允许的偏差量取决于具体测量的要求。
对压电加速度计，一般用在一定的加速度范围内，其灵敏度增加的百分数来表示非线性度。
压阻式，变电容式加速度计在其动态范围内线性度较好，它代表了非线性、滞后和非重复性的综合值。
●质量负载的影响如果加速度计的动态质量接近被测结构物的动态质量，则会使振动产生明显的衰减。
为此在诸如印刷电路板等又薄又轻的片状构件上测振时，为了得到准确的数据必须采用重量轻的加速度计。
如果被测物件呈现单自由度的响应，则加速度计将使其共振频率下降。
在所有的模态试验中必须使用微型加速度计。
●低频响应使用压电加速度计时，所用放大器低频截止频率多为2－5Hz，目的是以此来剔除许多压电传感器的热释电输出。
像隔离剪切式设计等隔离性好的设计型式可用在较低的频率。
压阻式和变电容式加速度计则具有零频响应。
●高频响应加速度计的高频响应随加速度计的机械性能和安装方法而变。
在安装牢固时，大多数加速度计呈现无阻尼单自由度系统的频响特性。
以±5%为要求的话，其频率响应约平整到安装共振频率的五分之一。
如果加适当的修正因数，则可在更高的频率上得到有用的数据。
●温度响应传感器灵敏度随温度的变化，称为传感器的温度响应。
用测试温度下的灵敏度与室温下的灵敏度之差相对于室温灵敏度的百分数来表示。