常用加速度计的基本原理及工作特点课件

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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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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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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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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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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。
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。
常用加速度计介绍
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加速度计概述
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基本原理及工作特点
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应用
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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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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
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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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Thanks
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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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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。
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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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（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。
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。