微型加速度计

加速器计工作原理
加速度计是根据惯性原理相对惯性空间工作。直接 测量加速度本身是很困难的，虽然载体的加速度可 以通过位移传感器或速度传感器获得，但通常大多 数加速度计是借助敏感质量将加速度变成力进行间 接测量的。根据牛顿第二定律，作用于物体上的力 等于该物体的质量乘以加速度。换言之，加速度作 用在敏感质量上，敏感质量将其感应为惯性力，测 量该惯性力，就可以间接地测量到载体的加速度。
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测量轴 数 量 ： 对于多 数 项目来 说， 两轴的 加 速度传 感 器已经能满足多 数 应用了 。 对于某些特殊的应用 ， 比如 UAV ， ROV 控制 ， 三轴的 加 速度 传感器可能会适合一点。
பைடு நூலகம்
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最大测量值：如果你只要测量机器 人相对于地面的倾角，那一个 ±1.5g加速度传感器就足够了。但 是如果你需要测量机器人的动态性 能，±2g也应该足够了。要是你的 机器人会有比如突然启动或者停止 的情况出现，那你需要一个±5g的 传感器。
加速器计的分类
微型压电式加速度计
压电式加速度计是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加 速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后 沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度计具有动 态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受 力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用 的振动测量传感器。虽然压电式加速度计的结构简单，商业化使用 历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相 关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性 和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电 式加速度传感器不能测量零频率的信号。
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全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速 增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术 将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新 一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新 技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线 传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器 等新型传感器的出现与市场份额的扩大。
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灵敏度 ： 一般来 说， 越灵敏越好 。 越灵敏的传 感 器对一定 范 围 内 的 加 速度变 化 更敏 感，输 出电压的变 化 也越大 ， 这样就比较容 易测量 ， 从 而获得更精确的测量值。
带宽 ： 这里的带宽实际上指的是刷 新频率 范 围 。 也就是说 每秒钟 ， 传 感 器会产 生 多少次读数。 对于一般 只 要 测量倾角的应用 ， 50HZ 的带宽 应该足够了 ， 但是对于需 要 进行动 态性能 ， 比如振动 ， 你会需 要 一个 具有上百HZ带宽的传感器。
惯性式加速度传感器工作原理
力学模型图
加速度计一般是利用质量为m的敏感质量块（振动块） 来测加速度的。外部加速度对质量块发生作用，我们通 过测量质量块的位移（振幅）。其动态特性可由二级微 分方程表示。也可以测量保持其位置不变所需的力，这 时，需要有一个闭环控制系统，也称为有源加速计，基 于牛顿第二定律，来得出加速度值。加速度计是一种高 固有频率的传感器，而微加速度传感器，由于尺寸微小， 刚度大，其固有频率是很高的，所以被广泛应用。 微型加速度计的基本原理大致相同，但有很多种类型， 如压阻式、电容式、压电式、热传导式、隧道式等。
加速器计的分类
微型电容式加速度计
电容式加速计的结构形式一般也采用弹簧质量系统。当质量受 加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电 容值变化。电容式加速度计与其它类型的加速度传感器相比具 有灵敏度高、零频响应、环境适应性好等特点，尤其是受温度 的影响比较小；但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性， 量程有限，受电缆的电容影响，以及电容传感器本身是高阻抗 信号源，因此电容传感器的输出信号往往需通过后继电路给于 改善。在实际应用中电容式加速度传感器较多地用于低频测量， 其通用性不如压电式加速度传感器，且成本也比压电式加速度 计高得多。
加速器计的分类
微型压阻式加速度计 压电式加速度传感器的性能和参数与压阻式加速度传感器 的性能和参数一样，包括灵敏度、频率响应、精度误差等。 但是，两者性能有较大差别，例如压电式加速度传感器是 电容性的，高阻抗，而压阻式加速度传感器是电阻性，低 阻抗;压电式加速度传感器的频响范围较窄，在恒定方向 加速度下压电式加速度传感器不输出信号，通常其频响范 围为2～270Hz;压电式加速度传感器的误差较小，通常约 为压阻式加速度传感器的一半。
微型 加 速器计
电科142 唐延刚 14461223
基于 MEMS 技 术 的微型传 感 器是微机电系 统研究中最 具 活力与现实意义的领域 。 微 加 速度传 感 器作为微传 感 器的重 要 分支一 直是热门的研究 课题。 采用微机电技 术 制 造的微 加 速度传 感 器 在 寿命、可靠性、成 本、体积和重量等 方面都要大大优于常规 的 加 速度传 感 器 ， 使得其无 论在 民用领域 ， 还是 在 军用领域都有着广泛的应用 。在 军 用上可用于各种飞行装置的 加 速度测量、 振动测量、冲 击 测量，尤其在武器系统的 精确制导系统、弹药的安全系统、弹药的 点火控制系统有着极其广泛的应用前景。
加速器计的分类
微型隧道式加速度计
隧道电流型加速度计是一种高精度的微机械加速度计，它是将 微硅机械结构与基于电子隧道效应的高灵敏测量新技术结合在 一起形成的。其基本原理是利用在窄的真空势垒中的电子隧道 效应，利用原子线度针尖与电极之间的隧道电流变化来检测加 速度。隧道电流对针尖与电极之间的距离变化非常敏感，外界 加速度引起针尖与电极之间的相对位移，会导致隧道电流对位 移的指数变化。可以用力反馈的方法保持隧穿电流的恒定。这 样加速度变化引起的惯性力变化就可以通过静电平衡力来检测。 其缺点是需要闭环控制电路和电压的长期漂移，而且该类型的 加速度计不能检测静态加速度输入。