常用加速度计的基本原理及工作特点课件
压电式加速度计的工作原理
压电式加速度计的工作原理压电式加速度计是一种常见的加速度测量设备，它基于压电效应利用压电材料的特性来实现测量加速度的目的。
压电材料是一种具有压电效应的晶体材料，能够将机械应力转化为电荷或电势差。
下面将从基本原理、工作原理和应用领域三个方面详细介绍压电式加速度计的工作原理。
1.基本原理压电效应是指在一些晶体材料中，施加压力或机械挤压会导致晶体内部产生正负电荷分离的现象。
这种分离的电荷可以通过外部的电路连接来测量，由此可以得到施加在晶体上的压力或机械应力的大小。
压电效应主要存在于具有特定晶体结构的压电材料中，如压电陶瓷，其中最常见的是PZT（铅锆钛）材料。
压电材料的晶体结构使得在施加压力时，其中的正、负离子会发生形变并分离，形成电荷。
这种电荷的大小与施加的压力成正比，可以通过外部电路连接到测量设备中进行读取和分析。
2.工作原理当加速度计受到加速度作用时，质量会产生相应的惯性力，压电陶瓷片将因此受到应力，而产生压电效应。
在质量的一动，另一个静止的陶瓷片将会感受到压力的变化，并产生相应的电信号。
这个电信号可以被读取和分析，并转化为加速度的数值。
由于压电材料的压电效应是线性的，所以电信号的幅度与施加的加速度成正比。
3.应用领域-汽车工业：用于测量车辆在运动中的加速度、减速度和振动情况，以改善车辆的稳定性和舒适性。
-工程监测：用于测量建筑物、桥梁、隧道等工程结构在风、震动或其他外力作用下的振动情况，以评估结构的安全性。
-航空航天研究：用于测量飞行器在起飞、飞行和降落过程中的加速度、振动情况，为研究和改进飞行器设计提供参考数据。
-体育科学：用于测量运动员的加速度、速度和姿势，以帮助改进训练方法和运动技术。
-军事应用：用于军事装备的性能测试和武器系统的精确度评估，以及士兵在战斗中的生理状态监测。
总之，压电式加速度计通过利用压电材料的特性，将机械应力转化为电信号来测量加速度。
它在各个领域中都有广泛的应用，对于研究和改进工程结构、运动技术以及改善产品性能等方面都起到了重要的作用。
惯性导航系统的基本惯性元件之一-加速度计
加速度计在机器人技术中也有广泛应用，如机器人运动控制、姿态 监测和导航定位等。
虚拟现实和增强现实
加速度计在虚拟现实和增强现实技术中也有重要作用，如运动捕捉、 体感交互和场景模拟等。
THANKS
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汽车领域
自动驾驶
在自动驾驶汽车中，加速度计用于测 量汽车的加速度和减速度，结合其他 传感器实现汽车的自主导航和避障功 能。
车辆稳定性控制
通过测量汽车的纵向和横向加速度， 加速度计用于车辆稳定性控制，提高 汽车的行驶安全性和稳定性。
机器人领域
运动控制
在机器人领域，加速度计用于测量机器人的加速度和速度，实现机器人的运动控制和轨 迹规划。
压电式加速度计
总结词
高灵敏度、宽动态范围、结构简单
详细描述
压电式加速度计利用压电材料的压电效应来检测加速度，具有高灵敏度和宽动态 范围的特点，同时结构简单，易于实现小型化和集成化。
电容式加速度计
总结词
低成本、低功耗、高可靠性
详细描述
电容式加速度计利用电容原理来检测加速度，具有低成本和低功耗的特点，同时可靠性较高，适用于对成本和功 耗要求较高的应用场景。
计算出物体的姿态和方向。
抗干扰能力强
相对于卫星导航系统，惯性导航 系统不易受到外界干扰，特别是 在复杂环境和电磁噪声较大的环 境中，加速度计表现出了较高的
稳定性和可靠性。
02
加速度计的种类与特性
压阻式加速度计
总结词
高精度、低噪声、稳定性好
详细描述
压阻式加速度计利用应变片或压阻元件来检测加速度，具有高精度和低噪声的 特点，同时稳定性较好，适用于长时间和复杂环境下的测量。
加速度计在惯性导航系统 中的应用
加速度计工作原理
加速度计工作原理加速度计是一种用于测量物体加速度的仪器，它在工程、航空航天、汽车以及消费类电子产品中都有着广泛的应用。
加速度计的工作原理主要基于牛顿第二定律和惯性原理，通过测量物体的加速度来实现对物体运动状态的监测和控制。
本文将对加速度计的工作原理进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地理解加速度计的工作原理。
加速度计是一种基于微机电系统（MEMS）技术的传感器，它通常由质量块和感应电路组成。
当物体发生加速度变化时，质量块会受到惯性力的作用而发生位移，感应电路会通过测量质量块的位移来得到加速度的大小。
在加速度计中，常用的测量原理包括电容式、压阻式和谐振式等，它们都是基于质量块的位移与感应电路的输出信号之间的关系来实现加速度测量的。
在电容式加速度计中，质量块与固定电极之间会形成一个电容器，当质量块发生位移时，电容器的电容值会发生变化，感应电路通过测量电容值的变化来得到加速度的大小。
而在压阻式加速度计中，质量块与感应电路之间会连接一个压阻器，当质量块发生位移时，压阻器的电阻值会发生变化，感应电路通过测量电阻值的变化来得到加速度的大小。
而在谐振式加速度计中，质量块与感应电路之间会形成一个谐振系统，当质量块发生位移时，谐振系统的谐振频率会发生变化，感应电路通过测量谐振频率的变化来得到加速度的大小。
无论是哪种测量原理，加速度计的工作原理都是基于质量块的位移与感应电路的输出信号之间的关系来实现对加速度的测量。
在实际应用中，加速度计可以通过微处理器来对输出信号进行处理，并最终得到物体的加速度信息。
通过对加速度信息的监测和分析，可以实现对物体运动状态的控制和调节，从而在工程、航空航天、汽车以及消费类电子产品中发挥着重要的作用。
总之，加速度计是一种用于测量物体加速度的重要仪器，它的工作原理主要基于牛顿第二定律和惯性原理，通过测量物体的加速度来实现对物体运动状态的监测和控制。
通过对加速度计的工作原理进行深入的了解，可以更好地应用和开发加速度计在各个领域的应用，从而更好地满足人们对物体运动状态监测和控制的需求。
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。
为加速度计的原理与应用
为加速度计的原理与应用1. 什么是加速度计？加速度计是一种电子设备，用于测量物体的加速度。
它可以检测物体在三个轴向上的加速度，并通过相关的算法将加速度数据转化为可用的信息。
加速度计广泛应用于各个领域，包括汽车、航空航天、移动设备以及虚拟现实等。
2. 加速度计的原理加速度计的工作原理基于牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。
加速度计通过测量物体受到的作用力来计算加速度。
下面介绍两种常用的加速度计原理。
2.1 电容式加速度计电容式加速度计利用两个电极之间的电容变化来测量加速度。
当物体受到加速度时，其中一个电极会移动，导致电容的改变。
通过测量电容的变化，可以计算加速度的大小。
2.2 悬臂梁式加速度计悬臂梁式加速度计基于悬挂在支架上的悬臂梁的运动。
当物体受到加速度时，悬臂梁会发生变形，通过测量变形量可以得到加速度的数值。
3. 加速度计的应用加速度计在许多领域有着广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景。
3.1 汽车领域在汽车行业中，加速度计被用于车辆稳定性控制系统。
通过检测车辆的加速度，系统可以实时调整制动力和油门来使汽车保持稳定。
3.2 航空航天领域在航空航天领域，加速度计被广泛用于导航和飞行控制系统。
它们可用于飞机、火箭等载具中，监测加速度并提供导航和控制指令。
3.3 移动设备加速度计是智能手机和平板电脑等移动设备的常见组件之一。
它们可以为设备提供定向操作，例如横向或纵向屏幕旋转。
3.4 虚拟现实在虚拟现实技术中，加速度计被用于追踪用户的头部和手部动作，以实现更真实的虚拟体验。
3.5 运动检测在运动追踪和健康监测领域，加速度计可用于收集运动和活动数据，例如步数、卡路里消耗和睡眠监测等。
4. 总结加速度计是一种重要的电子设备，可以用于测量物体的加速度。
它的原理基于牛顿第二定律，通过测量作用力或物体变形来计算加速度。
加速度计在许多领域都有广泛的应用，包括汽车、航空航天、移动设备和虚拟现实等。
它们为各个行业提供了精确和实时的加速度数据，支持许多创新和应用的发展。
加速度计工作原理
加速度计工作原理加速度计是一种测量物体加速度的仪器，它在工业、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
它的工作原理主要基于牛顿第二定律和惯性原理。
下面我们将详细介绍加速度计的工作原理。
首先，我们来看一下加速度计的结构。
加速度计通常由质量块、弹簧、传感器和电路组成。
当被测物体受到加速度时，质量块会受到惯性作用而产生位移，弹簧则会产生相应的变形。
传感器通过检测质量块的位移或弹簧的变形来测量加速度的大小。
其次，我们来了解一下加速度计的工作原理。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
因此，当被测物体受到外力作用时，质量块会产生加速度，而传感器则可以通过测量质量块的位移或弹簧的变形来计算出加速度的大小。
这就是加速度计利用牛顿第二定律来测量加速度的基本原理。
此外，加速度计还利用了惯性原理。
根据惯性原理，物体在外力作用下会产生惯性力，而这种惯性力会导致质量块产生位移，从而被传感器检测到。
因此，加速度计也可以通过测量质量块的位移或弹簧的变形来间接测量加速度的大小。
总的来说，加速度计的工作原理是基于牛顿第二定律和惯性原理的。
它利用传感器检测质量块的位移或弹簧的变形来测量加速度的大小，从而在工业、航空航天、汽车等领域发挥着重要作用。
在实际应用中，加速度计还需要考虑温度、湿度等环境因素对其测量的影响，并进行相应的校准和补偿。
同时，随着科技的发展，新型的微型加速度计、MEMS加速度计等也不断涌现，为各行各业带来更多可能性。
总之，加速度计作为一种测量物体加速度的重要仪器，其工作原理基于牛顿第二定律和惯性原理。
通过测量质量块的位移或弹簧的变形，加速度计可以准确地测量加速度的大小，为工业生产和科学研究提供了重要的数据支持。
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
18
22
11
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
12
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
8
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
9
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
10
4508
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
加速度计原理
加速度计原理加速度计是一种能够测量物体加速度的仪器，它在现代科技中有着广泛的应用。
在工程学、物理学、航空航天等领域，加速度计都扮演着重要的角色。
本文将介绍加速度计的原理及其工作方式。
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。
当一个物体受到外力作用时，其加速度的大小与方向会发生变化。
加速度计就是通过测量这种加速度的变化来实现对物体运动状态的监测。
加速度计的工作方式主要依赖于内部的传感器。
常见的加速度计传感器包括压电传感器、电容传感器和微机电系统（MEMS）传感器。
这些传感器能够感知物体的加速度，并将其转化为电信号输出。
通过对这些电信号进行处理，就可以得到物体的加速度信息。
在实际应用中，加速度计通常被用于测量物体的线性加速度和重力加速度。
线性加速度是指物体在直线运动中所具有的加速度，而重力加速度则是指物体受到地球引力作用所产生的加速度。
通过对这两种加速度的测量，可以得到物体在空间中的运动状态。
除了测量加速度外，加速度计还可以通过对加速度的积分来得到物体的速度和位移信息。
这使得加速度计在导航、运动控制等领域有着广泛的应用。
例如，在汽车行驶过程中，加速度计可以用于测量车辆的加速度，并通过积分得到车辆的速度和位移，从而实现车辆的导航和定位。
此外，加速度计还可以用于运动状态的识别和姿态测量。
通过对物体在空间中的加速度变化进行分析，可以判断物体的运动状态，如静止、匀速运动、变速运动等。
同时，加速度计还可以用于测量物体的姿态，如倾斜角度、旋转角速度等。
总之，加速度计作为一种能够测量物体加速度的仪器，在现代科技中有着广泛的应用。
其原理基于对物体加速度的测量，通过内部的传感器将加速度转化为电信号输出，并通过对这些信号的处理得到物体的运动状态信息。
加速度计在导航、运动控制、姿态测量等领域发挥着重要作用，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
希望本文对加速度计的原理及其工作方式有所帮助，也希望读者能够对加速度计有更深入的理解。
加速度计的简介
加速度计的简介加速度计是一种测量物体加速度的仪器。
它可以用来测量重力加速度、线性加速度和旋转加速度。
在许多领域，如工业、航空、汽车、运动和科学研究中，加速度计都具有重要的应用价值。
原理加速度计的工作原理是基于牛顿运动定律。
牛顿第二定律（F=ma）告诉我们，物体的加速度是由施加在物体上的力与物体质量之比决定的。
因此，通过测量施加在加速度计上的力，可以计算加速度。
现代的加速度计通常采用微电子机械系统（MEMS）技术。
它们包含一系列微小的弹簧和质量块，当物体发生加速度时，块和弹簧会振动。
这些振动可以被转化为电信号，并通过处理电路进行计算，最终得出物体的加速度。
应用工业在工业领域中，加速度计主要用于测量机械运动的振动和冲击。
这些振动和冲击可能会导致机器损坏或故障，因此监测它们对于确保生产过程的稳定性至关重要。
通过使用加速度计，工程师可以测量振动水平，并发现需要进行维护或更换的部件。
航空和汽车在航空和汽车领域中，加速度计用于测量飞行器和汽车的加速度，包括线性加速度和旋转加速度。
这些数据可以用于飞行器和汽车的控制系统，以确保它们保持对预期路径和状态的控制。
运动员和健身爱好者加速度计用于测量运动员和健身爱好者的运动，例如跳跃、奔跑和球类运动。
运动员和健身爱好者可以使用加速度计来监测他们的训练进度，并确定需要进行哪些改进。
科学研究加速度计在科学研究中也有着广泛的应用，包括物理学、地震学和生物学等领域。
科学家可以使用加速度计来研究天体运动、地震、脑部振动及其他事件，这些事件在以往可能难以观察或记录。
结论加速度计是一种广泛应用于各个领域的仪器，在生产安全、运输、健身和科学研究中都起着至关重要的作用。
随着技术的发展，加速度计的精度和可用性将不断提高，我们可以期待看到更多的应用和领域发挥其重要作用。
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。
课件5-加速度
(2-1)
2007
MEMS Center, Harbin Institute of Technology Harbin, 150001, China
将方程(2-1)进行拉普拉斯变换：
m s X (s) R sX (s) kX (s) m a(s)
2
(2-2)
X ( s) H ( s) A( s)
2007
MEMS Center, Harbin Institute of Technology Harbin, 150001, China
V0 Vin (
V a C d ) Voffset Vin Voffset in Voffset C0 d0 02 d 0
,
(2-11)
当敏感单元和信号处理电路用导线连接后，会产生寄生效应，如 寄生电阻、寄生电感、寄生电容等。通常可以只考虑寄生电容Cp 连接在差分电容输出的公共电极上时对系统的影响。 通过分析推 导，在考虑该寄生电容对输出的影响时，实际输出电压Vo改写为 式(2-13)。
C1 C 2 C C2 1 Vin d Vo Vin 1 C C C C C Cp d0 2 1 1 2 p 1 C C 1 2
V0 C1Vin C2Vin C1 C2 C1 C2 C Vin ( ) Vin ( ) C1 C2 C0
(2-7)
2007
MEMS Center, Harbin Institute of Technology Harbin, 150001, China
可见输出V0是等效电容值C0及加速度产生的电容变化值△C的 函数， 且
2.电容检测原理
电容式加速度传感器是利用在外加加速度的作用下惯性质量块 与检测电极间的空隙发生改变从而所引起的等效电容的变化来 测定加速度的。当两块导体相对，中间有绝缘体相隔，这时导 体间就会有电容产生，它们的电容值在理想的情况下，可以用 式(2-5)表示。
加速度计原理-PPT课件
电容式微加速度计就是在上图所示的检测质 量下面设置一读取电极。当加速度输入使检 测质量偏转时，由读取电极与检测质量所构 成电容器的电容量发生变化，从而提供一个 正比于输入加速度的输出信号。
由于加速度测量的精度直接影响惯性导航系 统的精度，惯性导航系统对加速度计的要求 灵敏限小：灵敏限以下的值不能被测量到， 因此其本身就是误差，而且形成的速度误差 和位置误差会随时间积累。用于惯性导航的 加速度计灵敏限必须要求达到10-5g，有的 达到10-7g或10-8g 磨擦干扰小：为敏感到极小的加速度并绕输 出轴转动，必须保证转轴中的磨擦力矩很小
挠性摆式加速度计
挠性摆式加速度计与液浮加速度计的主要 区别在于它的摆组件不是悬浮在液体中， 而是弹性地连接在挠性支承上，挠性支承 消除了轴承的摩擦力矩。如上图，摆组件 的一端通过挠性支承固定在加速度计的壳 体上，另一端可相对输出轴转动，传感器 线圈和力矩器线圈固定在壳体上。 挠性摆式加速度计的工作原理与液浮摆式加 速度计相类似，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。
摆组件放在一个浮子内，浮液产生的浮力能 卸除浮子摆组件对轴承的负载，减小支撑磨 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，使它与支撑脱离接触，进 一步消除磨擦力矩。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。
微机械加速度计又称硅加速度计，它感测加 速度的原理与一般的加速度计相同。微机械 加速度计分为压阻式、电容式、静电力平衡 式和石英振梁式。 硅制检测质量由单挠性臂或双挠性臂支撑， 在挠性臂处采用离子注入法形成压敏电阻。 当有加速度a输入时，检测质量受惯性力F作 用产生偏转，并在挠性臂上产生应力，使压 敏电阻的电阻值发生变化，从而提供一个正 比于输入加速度的输出信号。
ADI 加速度计基础原理
ADI的加速计拥有非常出色的线性度，这是因为运动“手指”在整
个测量范围内的运动距离都非常小，而距离越小越接近理想线性。
轴与轴之间的调准误差（理想是互成90°）
ADI采用一个质量块来实现三轴加速度的测量，所以轴与轴之间的
调准误差主要取决于光刻精度，可以保证拥有良好的轴与轴之间 的调准误差。
Suspension Spring
11
iMEMS加速度计是如何工作的?
Finger Sets
Proof MassFinger SetsSuspension Spring
Suspension Spring
Y 后 右 左 前 沿X轴和Y轴的复合运动 X
12
iMEMS加速度计是如何工作的?
三轴加速度计
9
iMEMS加速度计是如何工作的?
两轴加速度计
左
/ 右 (X) 前 / 后 (Y)
Y 后
左
Mass
右
X
前
10
ADXL202 iMEMS® 加速度计结构
电子显微镜观测到的ADXL2xx裸片照片
Finger Sets
Proof Mass
Finger Sets
Suspension Spring
20
0g偏置
它指定当测量轴加速度为0g时的器件输出
它可以用电压值给出（模拟输出的器件），或者以LSB的形
式给出（数字输出的器件），或者是用mg的形式给出。比 如ADXL345的X, Y轴的0g偏置是±150mg。
通常会有几种表示方式
在25°C条件下，距离理想值的偏差。 0g偏置随温度的变化，即每变化1°C 包含所有误差的总偏置。 采用哪种表示方式取决于芯片定义的应用市场，要看其传统
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加速度计应用
计步器功能
加速度传感器可以检测交流信号以及物体 的振动，人在走动的时候会产生一定规律性 的振动，而加速度传感器可以检测振动的过 零点，从而计算出人所走的步或跑步所走的 步数，从而计算出人所移动的位移。并且利 用一定的公式可以计算出卡路里的消耗。
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24
Thanks
远程战略导弹的惯性系统中就常采用这类加速 度计。
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20
加速度计应用
智能产品
微信的“摇一摇”功能。我们手机里面 集成的加速度传感器，它能够分别测量X、 Y、Z三个方面的加速度值，X方向值的大小 代表手机水平移动，Y方向值的大小代表手 机垂直移动，Z方向值的大小代表手机的空 间垂直方向，天空的方向为正，地球的方 向为负，然后把相关的加速度值传输给操 作系统，通过判断其大小变化，就能知道 同时玩微信的朋友。
U = kuθ 放大器输出电流信号I
I = kiU
力矩器产生的力矩Mk
Mk= kmI = kmkiU
= kmkikuθ
Mk= Ma
kmI = Lma
则 I = Lma/km
Mk= kmI = kmkiU = k k k θ m i PPT学习交流 u
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工作特点：
（1）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轴承的负载，减小支撑磨 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，进一步消除磨擦力矩。 （3）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。
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加速度计应用
汽车安全
加速度传感器可以用于汽车安全气囊、 防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方 面。
在安全应用中，加速度计的快速反应非常
重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速
确定，所以加速度计必须在瞬间做出反应。
通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动
不止的传感器设计可以缩短器件的反应时
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工作特点：
这类加速度计有充油式和干式两种。充油式的 内部以高粘性液体作为阻尼液体，可以改善仪表 动态特性和提高抗震动、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。
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（四）、振弦式加速度计
•
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常用加速度计介绍
PPT学习交流11来自加速度计概述2
基本原理及工作特点
3
应用
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2
加速度计概述
概念介绍：
加速度计是测量运载体线加速度的仪表。 在飞行控制系统中，加速度计是重要的动态特 性校正元件。在惯性导航系统中，高精度的加 速度计是最基本的敏感元件之一。在各类飞行 器的飞行试验中，加速度计是研究飞行器颤振 和疲劳寿命的重要工具。
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电容式微加速度计
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硅制检测质量由单挠性臂或双挠性臂支
撑，在挠性臂处采用离子注入法形成压敏 电阻。当有加速度a输入时，检测质量受惯 性力F作用产生偏转，并在挠性臂上产生应 力，使压敏电阻的电阻值发生变化，从而
提供一个正比于输入加速度的输出信号。
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（六）、摆式陀螺加速度计
利用在某些陀螺仪的自转轴上加偏心质量起到 摆的作用，就可以用陀螺仪来测量运载体的线加 速度。由于这种加速度计能承受（测量）大的加 速度，一般具有大的加速度的运载体都使用这种 摆式陀螺加速度计。
间。其中，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。
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加速度计应用
计步器功能
加速度传感器可以检测交流信号以及物 体的振动，人在走动的时候会产生一定规 律性的振动，而加速度传感器可以检测振 动的过零点，从而计算出人所走的步或跑 步所走的步数，从而计算出人所移动的位 移。并且利用一定的公式可以计算出卡路 里的消耗。
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（三）、挠性摆式加速度计
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挠性摆式加速度计的工作原理与液浮摆式加速 度计相类似，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。挠性摆式 加速度计与液浮加速度计的主要区别在于它的摆 组件不是悬浮在液体中，而是弹性地连接在挠性 支承上，挠性支承消除了轴承的摩擦力矩。
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工作特点：
由于弦丝张力受材料特性和温度影响， 因此，这种加速度计需要有恒温控制装置 和弦丝张力调节机构。
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（五）、微机械加速度计
微机械加速度计又称硅加速度计，它感测加速度 的原理与一般的加速度计相同。微机械加速度计 分为压阻式、电容式、静电力平衡式和石英振梁 式。
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工作特点：
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。
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（二）、液浮式加速度计
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惯性体绕旋转轴产生惯性力矩
Ma= Lma 转动角度θ,传感器输出电压信号U
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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。
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加速度计的力学模型
加速度
惯性力
质量块中心位移 •
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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
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常用加速度计的工作原理 及工作特点
（—）、重锤式加速度计
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基座加速度 a 弹簧的回复力
Ft= KΔs 质量块加速度a′, a =a′。 根据牛顿定律
Ft= ma′ 因此a = a′= Ft/m
= KΔs/m 即 a = k′Δs 式
中 k′=K/m。 7
重锤式加速度计结构示意图