如何选用加速度传感器

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振动试验中加速度传感器的选择

振动试验中加速度传感器的选择

振动试验中加速度传感器的选择导语:振动试验中,我们对控制点、监测点等的振动量值大多是通过加速度传感器采样得到的,该数值的正确性、可信性,直接影响到对试验的结果的判定。

影响振动试验中振动量值的正确获得,除了与传感器的安装位置、试件的安装等外,还跟传感器的技术指标有关,它是得到振动量值的最直接也是最重要的单元之一。

本文结合理论及实际经验,介绍振动试验中压电式加速度传感器的选择。

振动试验中,我们对控制点、监测点等的振动量值大多是通过加速度传感器采样得到的,该数值的正确性、可信性,直接影响到对试验的结果的判定。

影响振动试验中振动量值的正确获得,除了与传感器的安装位置、试件的安装等外,还跟传感器的技术指标有关,它是得到振动量值的最直接也是最重要的单元之一。

本文结合理论及实际经验,介绍振动试验中压电式加速度传感器的选择。

1.灵敏度压电式加速度传感器的灵敏度有两种表示方法,一个是电荷灵敏度Sq,另一个是电压灵敏度Sv,其电学特性等效电路如图1。

图1压电式加速度传感器的是电学特性等效电路压电片上承受的压力为F1=ma,在压电片的工作表面上产生的qa 与被测振动的加速度a成正比:即展开剩余85%Qa=Sqa其中,比例系数Sq就是压电式加速度传感器的电荷灵敏度,量纲是[pC/ms²]。

传感器的开路电压:Ua=Qa/Ca式中,Ca为传感器的内部电容量,对于一个特定的传感器来说,Ca为一个确定值。

所以也就是说,加速度传感器的开路电压Ua也与被测加速度a成正比,比例系数Sv就是压电式加速度传感器的电压灵敏度,量纲是[mV/ms²]。

Ua=(Sq/Ca)*a在压电式加速度传感器的使用说明书上所标出的电压灵敏度,一般是指在限定条件下的频率范围内的电压灵敏度Sv。

在通常条件下,当其它条件相同时,几何尺寸较大的加速度传感器有较大的灵敏度。

使用说明书上还会给出最小加速度测量值,也称最小分辨率,考虑到后级放大电路噪声问题,应尽量远离最小可能值,以确保最佳信噪比。

如何选择合适的加速度传感器

如何选择合适的加速度传感器
工程师社区
选择合适的加速度用来说,选择合适的测试工具 将对测试结果产生很大的影响。本文将帮助读 者正确的选择加速度传感器。让我们从传感器 的分类和原理开始。
的变量。为了从加速度计算出速度和位移,从 传感器输出的加速度信号会通过数字或模拟的 形式分别做一次和二次积分。这就可能导致了 交流耦合的传感器会产生问题。为了演示这个 问题,设想采用交流传感器测量一个宽脉冲半
直流响应加速度传感器
两种技术经常被用来制作直流响应加速度传感 器。 电容型 压阻型
稳定性。 电容型加速度传感器通常适合板载测试,成本 低是一个原因。对于低频运动测试,加速度一 般也低,它们是一个理想的选择。例如土木工 程中的振动测试。
电容型
电容型(随加速度变化,由检测质量块引起电 容变化)加速度传感器在当今是 最通用的。在某些领域无可替 代,如安全气囊,手机移动设备等。高的产量 使得该类传感器成本低廉。但是这种低成本的 传感器受制于较低的信噪比,有限的动态范
压阻型
压阻型加速度传感器是另一种广泛应用的直流 响应加速度传感器。不同于电容型加速度传感 器通过电容的变化测量加速度,压阻型加速度 传感器通过应变电阻值的变化输出加速度信 号,应变电阻是传感器惯性感

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工程师社区
应系统的一部分。很多工程师熟悉应变片,并 知道如何测量其输出。大多数的压阻型传感器 对温度变化敏感,因而需要对其输出信号在传 感器内部或外部做温度补偿。现代压阻型加速 度传感器包含一个专用集成电路做在板信号处 理,也包含温度补偿。 压阻型加速度传感器的工作频率可达 5000Hz。许多压阻型加速度传感器要么采用空 气阻尼(MEMS 型),要么采用液体阻尼(粘 贴应变片型)。阻尼特性是选择传感器的一个 重要因素。某些应用下,输入的机械振动包含 高频成份(或激发高频响应),带阻尼的传感 器可以防止本身产生振铃(谐振),从而保留 或增大了可用动态范围。由于压阻型加速度传 感器的输出是差分的纯电阻信息,信噪比通常 很好;其动态范围仅受限于后接直流放大器的 品质。对于高加速度冲击测试,某些压阻型加 速度传感器能够测量到超出 10000g 的加速 度。 由于具有宽的频率响应能力。压阻型加速度传 感器适合做脉冲、碰撞测试,在这些测试中频 率和加速度通常都很高。作为具有直流响应能 力的传感器,通过其加速度输出,使用者可以 得到无积分误差的速度和位移信息。压阻型加 速度传感器通常应用于汽车安全测试,武器测 试,地震测试等。

车载测试中的传感器选择与校准

车载测试中的传感器选择与校准

车载测试中的传感器选择与校准车载测试是对汽车性能和安全性进行评估的重要环节,而传感器则是车载测试中至关重要的组成部分。

本文将探讨车载测试中传感器的选择与校准的重要性,并介绍一些常用的传感器类型和校准方法。

一、传感器的选择1. 传感器的类型车载测试中常用的传感器类型包括加速度传感器、角速度传感器、压力传感器、温度传感器等。

加速度传感器用于测量车辆加速度、制动力和悬挂系统的运动状态;角速度传感器则用于测量车辆的转向动态和稳定性;压力传感器通常用于测量发动机油压、刹车液压等;温度传感器则用于监测发动机温度和环境温度等。

2. 传感器的性能指标在选择传感器时,需要考虑传感器的量程、精度、可靠性和响应速度等性能指标。

量程指传感器能够测量的最大值,精度指传感器输出数值与实际值的偏差,可靠性指传感器的稳定性和耐用性,响应速度则指传感器对输入信号变化的快速反应能力。

3. 传感器的适应性不同的车型和车辆部件对传感器的要求有所不同,因此在选择传感器时需要考虑其适应性。

例如,高性能赛车可能需要更高精度和更快的响应速度的传感器,而普通乘用车则更注重传感器的稳定性和可靠性。

二、传感器的校准1. 传感器校准的重要性传感器的校准是保证车载测试准确性的关键步骤。

校准可以消除传感器的偏差和漂移现象,将传感器输出与实际值对应。

“零点校准”可以使传感器在无应力状态时输出为零,“标定”可以通过已知输入值来确定传感器的输出特性。

2. 传感器校准的方法传感器的校准可以采用实验室校准和现场校准两种方法。

实验室校准通常由专业机构或供应商进行,使用标准仪器和设备来对传感器进行精确校准。

而现场校准则是在实际测试环境下进行的,利用实际工况或已知状态来校准传感器。

3. 传感器校准的周期传感器的校准并非一劳永逸,其性能会随时间和使用状况的变化而发生漂移。

因此,定期校准是确保传感器准确性的必要措施。

校准周期可以根据传感器的稳定性和厂商要求来决定。

三、结论在车载测试中,传感器的选择和校准对于测试结果的准确性和可靠性至关重要。

压电加速度传感器如何选择【干货】

压电加速度传感器如何选择【干货】

压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。

虽然压电型加速度计的测量范围宽,但因市场上此类加速度计品种繁多,所以给正确的选用带来一定的难度。

作为选用振动传感器的一般原则:正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算。

压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。

虽然压电型加速度计的测量范围宽,但因市场上此类加速度计品种繁多,所以给正确的选用带来一定的难度。

作为选用振动传感器的一般原则:正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算。

a.被测振动量的大小b.被测振动信号的频率范围c.振动测试现场环境以下将针对上述三个方面并参照传感器的相关技术指标对具体的选用作进一步地讨论。

传感器的灵敏度与量程范围传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一。

灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。

不难理解,传感器的灵敏度应根据被测振动量(加速度值)大小而定,但由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值,而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比,所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。

大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会相当小,例如当振动位移为1mm,频率为1 Hz 的信号其加速度值仅为0.04m/s2(0.004g);然而对高频振动当位移为0.1mm,频率为10 kHz的信号其加速度值可达4 x 10 5m/s2 (40000g)。

因此尽管压电式加速度传感器具有较大的测量量程范围,但对用于测量高低两端频率的振动信号,选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计。

最常用的振动测量压电式加速度计灵敏度,电压输出型(IEPE 型)为50——100 mV/g,电荷输出型为10 ——50 pC/g。

加速度值传感器的测量量程范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。

通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。

作为一般原则,灵敏度越高其测量范围越小,反之灵敏度越小则测量范围越大。

速度和加速度传感器选用参数

速度和加速度传感器选用参数
ii.灵敏度系数3.94,4.5~5kHz +/- 3dB
iii.环境温度:-55~121度C
e.330525压电晶体速度传感器
i.坚固性的330500
ii.灵敏度系数3.94,4.5~2kHz +/- 3dB
iii.环境温度:-55~121度C
f.330530射线防护型压电晶体速度传感器
i.可防gamma射线
ii.灵敏度系数3.94,6~2.5kHz +/- 3dB
iii.环境温度:-55~121度C
g.330750,330752高温压电晶体速度传感器(HTVS)
i.灵敏度系数5.7,15~2kHz +/- 3dB
ii.探头部分温度:-55~400度C;电子元件部分温度:-55~121度C
iii.前者是四角安装,后者是中间螺纹安装
iv.环境温度:-54~121度C
ii.环境温度:-55~121度C
j.330450高温加速度传感器(HTAS)
i.灵敏度系数100,15~10kHz +/- 3dB
ii.探头部分温度:-55~400度C;电子元件部分温度:-55~121度C
k.200150/200155/200157加速度传感器
i.主要用于TM系统
ii.灵敏度系数100
本特利速度、加速度传感器
1.速度传感器
a.低频速度传感器330505
i.低频至4Hz以下的运动绕组两线接头传感器
ii.用于水电机组,转速低且要求低的信噪比
iii.内部有调制电路,可直接接3500/46
iv.与TM系列没.不能用于机器自动保护,只能用于早期报警和故障诊断
iv.安装件的固有频率要大于15KHz
v.速度输出:3.94灵敏度,18Hz~1KHz +/- 5%;10Hz~2KHz +/-3 dB

加速度传感器选择考虑因素

加速度传感器选择考虑因素

如何选择合适的加速度计传感器技术选择选择传感器的第一步就是确定你要做什么种类的测试测量。

确定测量种类是传感器技术选择的第一步。

在加速度测试测量领域有三种被广泛使用的技术。

压电式加速度计是在测试测量领域最被广泛使用的加速度计。

这种压电式加速度计提供了非常宽的测量频率范围(几HZ到30KHZ)以及非常多的灵敏度,重量,大小及形状选择范围。

压电加速度计可以考虑使用在冲击及振动的测量。

压电加速度计可以以电荷输出或电压输出,本文后面会有介绍。

压阻加速度计的灵敏度通常比较小,因此非常适合冲击测量。

他们同样也被广泛使用在汽车碰撞测试。

因为他们的低灵敏度,他们很少用来进行振动的测量。

压阻传感器通常具有很宽的频带以及频率响应可以低到零HZ(经常叫DC响应)或到稳定状态,所以他们可以用来测量长时间的瞬变现象。

变电容传感器是传感器中的比较新的技术。

向压阻加速度计一样,他们也是DC响应。

变电容传感器的灵敏度比较高,频带比较窄以及出色的温度稳定性。

变电容加速度计非常适用于低频振动,运动以及稳态加速度。

测试测量类型在本节中将会讲述一些基本的测试测量类型,然后在本文后面会有详细的介绍。

在本文中,加速度测试测量被分成以下几种类型:振动:一个物体以某一平衡点为基准做震荡运动就被认为是振动。

振动通常在运输工具及航天航空的环境下可以找到或被一个振动器系统激励的运动。

冲击:对物体的一个突然的瞬态激励,它通常会激起物体的共振。

运动:本文中运动被定义为慢速移动时间,比如机械手的移动或汽车悬浮测量。

地震:这个也是运动或说是低频振动。

这种测试测量通常需要特别的低噪-高分辨率加速度计。

当测试测量类型确定后,读者可以直接去你需要的测试测量类型章节浏览,或浏览其他不同的测试测量类型。

总则在进入各种加速度计技术及应用之前,先浏览一下这里的一些总体上的考虑因素。

在选择加速度计时,频率响应是一个非常关键的参数。

这个参数通常定为参考频率(通常100HZ)的±5%偏差的频率范围。

传感器的选用方法

传感器的选用方法

传感器的选用方法传感器的品种很多,对于同一种被测物理量,可选不同的传感器。

例如,被测物理量是位移,可以选电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、数字式传感器等。

当然,选用传感器时应考虑的因素很多,但选用时不一定能满足所有要求,应根据被测参数的变化范围、传感器的性能指标、环境等要求选用,侧重点有所不同。

通常,选用传感器应从以下几个方面考虑。

1、确定传感器类型在进行一项具体的测量工作之前,首先要分析和掌握被测对象和现场的工作环境,根据这些条件来确定选用的传感器类型。

被测对象的特点包括被测量的性质、状态、测量范围、幅值和频带、测量速度、精度、过载的幅度和出现的频率等。

工作现场工作环境包括温度、湿度、气压、能源、污染、噪声、电磁场及辐射干扰等。

2、传感器技术指标(1)线性范围与量程传感器的线性范围是指传感器的输出与输入成直线关系的范围。

从理论上讲,在线性范围内,灵敏度保持定值。

传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。

选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。

当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。

在确定量程时,还应考虑到输入量可能发生的瞬间突变导致的过载量。

(2)灵敏度通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。

因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于后部电路对信号进行处理。

但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,同时被系统放大,容易使测量系统进入非线性区,影响测量精度。

因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入干扰信号。

(3)精度精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。

但一般情况,传感器的精度越高,其价格越高。

加速度传感器的原理及其选型方法

加速度传感器的原理及其选型方法

加速度传感器的原理及其选型方法
加速度传感器的原理是基于牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。

传感器内部有一个质量块,当物体加速时,质量块会受到一个力,从而产
生一个与加速度成正比的电信号。

这个电信号可以被读取和分析,从而得
到物体的加速度。

选型加速度传感器时,需要考虑以下几个因素:
1.测量范围:加速度传感器的测量范围是指它可以测量的最大加速度。

根据应用需求选择适当的测量范围,以确保传感器可以准确地测量所需的
加速度。

2.灵敏度:加速度传感器的灵敏度是指它可以检测到的最小加速度变化。

灵敏度越高,传感器可以检测到更小的加速度变化。

在选择传感器时,需要考虑应用中所需的精确度和灵敏度。

3.频率响应:加速度传感器的频率响应是指它可以测量的加速度变化
的最高频率。

根据应用需求选择具有适当频率响应的传感器,以确保传感
器可以捕捉到所需的高频加速度变化。

4.温度特性:加速度传感器的性能可能会受到温度变化的影响。

在选
择传感器时,需要考虑传感器在不同温度下的性能表现,以确保传感器在
所需的温度范围内能够提供准确的测量结果。

5.接口类型:加速度传感器可以采用不同的接口类型,如模拟输出、
数字输出或无线输出。

根据应用需求选择适当的接口类型,以便传感器可
以与其他设备进行通信和集成。

综上所述,选型加速度传感器时需要考虑测量范围、灵敏度、频率响应、温度特性和接口类型等因素。

根据应用需求选择适当的传感器,以确保能够获得准确可靠的加速度测量结果。

选购加速度传感器的注意事项

选购加速度传感器的注意事项

选购加速度传感器的注意事项加速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。

一般加速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。

虽然加速传感器的原理看似简单,但是在选购加速度传感器的时候,还是仍有一些需要注意的细节,一下就简单跟大家分享几点。

模拟输出vs数字输出这个是最先需要考虑的。

这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。

一般模拟输出的电压和加速度是成比例的,比如2.5V对应0g的加速度,2.6V对应于0.5g的加速度。

数字输出一般使用脉宽调制(PWM)信号。

如果你使用的微控制器只有数字输入,比如BASICStamp,那你就只能选择数字输出的加速度传感器了,但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号,同时对处理器也是一个不小的负担。

如果你使用的微控制器有模拟输入口,比如PIC/AVR/OOPIC,你可以非常简单的使用模拟接口的加速度传感器,所需要的就是在程序里加入一句类似"acceleration=read_adc()"的指令,而且处理此指令的速度只要几微秒。

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。

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。

加速度传感器原理与使用选择

加速度传感器原理与使用选择

加速度传感器原理与使用选择
在选择加速度传感器时,需要考虑以下几个因素:
1.测量范围:加速度传感器的测量范围是指它可以测量的加速度的最大值和最小值。

根据需要测量的物体运动状态,选择合适的测量范围。

2.精度:精度是指传感器测量结果与真实值之间的偏差。

通常以百分比或者最大偏差来表示。

选择精度较高的传感器可以提高测量结果的准确性。

3.输出类型:加速度传感器的输出类型可以是模拟信号或数字信号。

根据系统的要求和接口的兼容性,选择合适的输出类型。

4.尺寸和重量:加速度传感器尺寸和重量的大小对于特定应用场景很重要。

如果应用场景对于尺寸和重量有限制,选择体积小、重量轻的传感器。

5.工作温度范围:加速度传感器的工作温度范围是指它可以正常工作的环境温度范围。

根据应用场景的温度条件,选择具有合适工作温度范围的传感器。

6.耐久性和可靠性:加速度传感器需要具有较好的耐久性和可靠性,以保证长时间稳定工作。

选择经过可靠性测试和具有较长使用寿命的传感器。

7.电源和功耗:加速度传感器需要供电才能正常工作,而不同的传感器的电源要求和功耗也会有所不同。

根据系统的电源供给和功耗限制,选择合适的传感器。

总之,选择合适的加速度传感器需要综合考虑以上几个因素,根据应用场景的需求和约束条件来进行选择。

压电加速度传感器选择和使用时的注意事项

压电加速度传感器选择和使用时的注意事项

压电加速度传感器选择和使用时的注意事项压电式加速度计具有体积小、重量轻(一般重几十克,最轻的甚至只有0.4克)、量程大(可达104g)、工作频带宽(本身固有频率最高的可达105Hz以上)等优点,是广泛采用的振动传感器。

根据各种测量要求,压电式加速度计有多种型号可供选择。

在选择和使用压电式加速度计时,还应注意以下各点:1. 灵敏度和频率范围之间的矛盾通常几何尺寸较小的加速度计具有较高的固频率,因而具有较高的工作频带;但是几何尺寸较小的加速度计其灵敏度也较低。

2. 注意安装固定方法加速度计的主轴方向应与被侧振动方向一致。

对于体积较小的加速度计,做到这一点是必须十分仔细的。

当存在与主轴方向向垂直的振动时,在保持主轴方向与被侧振动方向严格一致的同时,最好注意使横向最小灵敏度方向与垂直振动方向一致。

许多加速度计上用一红点来标明最小灵敏度方向。

3. 接线电缆的固定由于压电式加速度计是高阻抗仪器,要特别注意防止所谓“噪声干扰”。

接线电缆受到动力弯曲、压缩、拉伸等作用时会引起导体和屏蔽之间的局部电容和电荷的变化,从而形成“噪声干扰”。

因此,接线电缆要尽可能固定好,以避免相对运动。

4. 避免接地回路加速度计的安装以及与前置放大器、分析仪等仪表的连接,若形成接地回路,则通过地回路压降将影响测量效果,测量信号会混入“交流声”。

避免形成接地回路的方法是保证整个测量系统只在一点接地。

5. 背景噪声水平的监测为了保证测量结果的精确性,最好能经常检测振动量测系统的背景噪声水平。

方法是将加速度计安装在现场的“无振动”物体上,测量此时的“视在振动”水平。

要想在实际振动测量中获得合理的精确度,“视在振动水平”应小于被测振动量的1/3。

换句话说,背景噪声的电平至少要比被测振动电平低10dB。

6. 加速度计极性的考虑对于振动测量,可不必考虑加速度计极性;对于冲击测量时,应了解后续三次仪表是否对极性有要求。

7. 测试构件安装表明处理一般,传感器的底面经研磨光洁度<>8. 测试构件传感器安装孔深度及安装力矩测试构件的安装孔需要配合螺栓确定其深度,且安装力矩要合适,推荐安装力矩为3Nm。

常用加速度传感器的选择指南

常用加速度传感器的选择指南

常用加速度传感器的选择指南加速度传感器是一种常用的传感器,广泛应用于各个领域,如运动检测、工业自动化、智能手机、汽车电子、医疗设备等。

在选择加速度传感器时,需要考虑以下几个方面。

1.测量范围:加速度传感器的测量范围是指传感器所能测量的最大加速度。

选择传感器时,需要根据实际需要确定所需的测量范围。

如果需要测量较小的加速度变化,可以选择测量范围较小的传感器,而如果需要测量较大的加速度变化,就需要选择测量范围较大的传感器。

2.灵敏度:传感器的灵敏度是指传感器对加速度的响应能力。

灵敏度越高,传感器对加速度变化的检测能力越强。

在选择传感器时,需要根据要求的测量精度确定所需的灵敏度。

3.频率响应:加速度传感器的频率响应是指传感器对不同频率的加速度变化的检测能力。

在选择传感器时,需要根据测量对象的频率范围确定所需的频率响应。

例如,对于高频振动的测量,需要选择频率响应较高的传感器。

4.稳定性:稳定性是指传感器在长期使用过程中的性能变化。

传感器的稳定性越好,长期使用时性能变化越小。

在选择传感器时,需要考虑传感器的稳定性,并选择稳定性较好的传感器。

5.防护等级:加速度传感器通常需要在恶劣的环境条件下使用,如高温、低温、湿度等。

因此,传感器的防护等级至关重要。

常见的防护等级有IP65、IP67、IP68等,选择传感器时需要根据实际使用条件确定所需的防护等级。

6.接口和输出信号:加速度传感器通常提供模拟输出和数字输出两种接口。

模拟输出通常为电压输出,可以直接连接到数据采集系统进行数据采集和处理。

数字输出通常有I2C、SPI等接口,可以与微控制器或数字信号处理器进行通信。

在选择传感器时,需要根据实际需求确定所需的接口和输出信号种类。

7.功耗:功耗是指传感器在工作过程中所消耗的功率。

在一些对功耗要求比较严格的应用中,如便携式设备,需要选择功耗较低的传感器。

8.成本:成本是选择传感器时需要考虑的一个重要因素。

传感器的成本通常由多个因素决定,包括品牌、品质、性能等。

冲击加速度传感器的选择该怎么做呢

冲击加速度传感器的选择该怎么做呢

冲击加速度传感器的选择该怎么做呢在工业领域,冲击加速度传感器是一种广泛使用的传感器类型,被广泛应用于测量冲击、振动和震动等应用场景中。

从汽车制造到医疗设备再到工业控制,冲击加速度传感器可以提供准确的数据,以帮助优化系统性能和生产率。

然而,为了选购一款合适的冲击加速度传感器,我们需要了解一些重要的性能指标和选购因素。

1. 频率响应频率响应是决定传感器能否准确地测量特定频率振动的最重要因素之一。

不同应用场景下的传感器需要有不同的频率响应能力。

通常情况下,我们要选用适合我们应用场景中振动频率的冲击加速度传感器。

如果我们选择的传感器频率响应太低,可能会导致丢失重要的振动信息。

选择频率响应范围更宽的传感器通常意味着更高的成本,因此权衡成本和准确性,进行选型。

2. 测量范围另一个我们需要考虑的重要性能指标是测量范围。

这是传感器能够正常工作的振动水平范围。

我们需要测量的振动水平决定了我们需要选择多大的测量范围。

如果传感器不能测量预期的最大振动水平,它就可能无法提供有用的测量数据。

另一方面,如果传感器被过度震动,会对传感器造成伤害,甚至可能打破传感器。

因此,选用适宜的测量范围是至关重要的。

3. 灵敏度灵敏度指的是给定的加速度水平下输出传感器的电信号值。

通过了解传感器的灵敏度,我们可以确定测量的精度,并将数据与其他传感器进行比较。

灵敏度通常用“mv/g”(mv每重力单位)表示。

越高的灵敏度通常意味着更准确的测量,但也需要更高的价格。

因此,合理的选择增益是非常重要的。

4. 工业环境要求在工业环境中,冲击加速度传感器需要承受极其严苛的条件。

因此,对于不同的工业环境,我们需要选择不同类型的传感器。

例如,在化学品生产线上,我们需要使用耐腐蚀的传感器;在油田中选择有防水和防尘功能的传感器。

关注并了解传感器的材料和防护等级是非常关键的。

5. 品牌与可靠性最后,品牌与可靠性也是我们一定要考虑的因素。

在选择冲击加速度传感器时,我们要选择知名品牌的传感器,并通常会选择在市场上备受好评的厂家。

冲击加速度传感器的选择

冲击加速度传感器的选择

冲击加速度传感器的选择冲击加速度传感器是一种具有高精度、高灵敏度和高可靠性的测量装置,常用于工业控制、运动测量、安全监测等领域。

在选择一款适合自己的冲击加速度传感器时,需要考虑多种因素,如量程、灵敏度、传感器类型、安装方式、信号输出方式等。

量程量程是指传感器能够测量的最大加速度范围,通常以g为单位。

传感器的量程应该与测量对象的加速度范围相匹配,否则将无法正确测量。

一般来说,传感器的量程应该略大于测量对象的最大加速度值,但是也不宜选取过大的量程,因为过大的量程会降低传感器的测量灵敏度。

灵敏度灵敏度是指传感器的输出电压或电流与其所受外部加速度之间的比值。

传感器的灵敏度应该与测量对象的加速度变化范围相适应,如果灵敏度过低,则无法测量微小的加速度变化;如果灵敏度过高,则可能因环境噪声等原因产生误差。

一般来说,灵敏度应该在0.1 mV/g至100 mV/g之间。

传感器类型冲击加速度传感器根据其工作原理可以分为压电型、压阻型、微机械制造型等多种类型。

不同类型的传感器具有不同的测量范围、工作温度范围和稳定性等特点。

在选择传感器类型时,应该根据具体的应用需求进行综合考虑。

安装方式传感器的安装方式对其测量结果有很大的影响。

传感器安装时应该避免振动、冲击等外部干扰,并确保与测量对象之间的接触良好。

一般来说,传感器的安装应该在原材料的生产过程中进行,以便更好地控制测量对象的状态,并且能够减少测量误差。

信号输出方式冲击加速度传感器的信号输出方式通常有模拟输出和数字输出两种。

模拟输出通常是输出电压或电流等模拟信号,需要使用模拟信号采集卡进行采集和处理;数字输出则直接输出数字信号,可以直接与计算机等设备相连。

在选择信号输出方式时,应该根据具体的应用场景和设备要求进行综合考虑。

综上所述,选择冲击加速度传感器时,应该根据测量对象的加速度范围、输出信号等特点进行综合考虑,以选择适合自己的传感器。

在使用传感器时,应该注意传感器的安装方式和环境条件,以确保传感器的测量结果准确可靠。

加速度传感器的设计要点及选型

加速度传感器的设计要点及选型

加速度传感器的设计要点及选型加速度传感器能够测量各个方向上的加速度,由此可以计算出倾斜角,这在汽车、可穿戴设备以及到工业系统中都有广泛的应用。

本文介绍单轴加速度传感器应用过程中的两个设计要点,以及Digi-Key网站资源在加速度传感器选型、设计方面相关的资源,希望能够助力小伙伴们做好设计。

单轴加速度传感器的设计要点是什么?单轴加速度传感器检测倾斜角时,检测轴垂直于重力平面还是平行于重力平面?单轴加速度传感器可以用在比较简单应用,比如简单的有限角度倾斜角检测。

以检测汽车的倾斜角来举例,为了防止汽车侧滑和翻车,一般汽车会采用一个加速度传感器来检测汽车的倾斜角。

此时检测轴应该垂直于重力平面。

因为检测轴与重力平面垂直时,加速度传感器对于小角度变化的敏感度比较高,而汽车倾斜的角度一般不会太大。

下面我们对比这两种安装方式的区别。

如下图,坡度角θ。

下图左边,检测轴X轴垂直于重力平面(坡度为0时),此时加速度传感器的输出Ax=sin(θ)*1g。

下图右边,检测轴Z轴平行于重力平面(坡度为0时),此时加速度传感器的输出Az=cos(θ)*1g。

我们把这两种方式集中到一个图。

来对比两种方式下,加速度传感器的输出变化。

下图中,红色线段的长度,对应检测轴垂直于重力平面时,加速度传感器的输出。

绿色线段的长度,对应检测轴平行于重力平面时,加速度传感器的输出。

可以看出,当θ从0°到30°变化时,红色线段变化明显,而绿色线段则变化不明显。

可以看出在倾斜角小角度变化时,检测轴垂直于重力平面的安装方式,得到的灵敏度更高。

现实世界中,道路上的绝大多数斜坡坡度不会超过30°。

因此在检测汽车倾斜角的方案中,如果使用单轴加速度传感器,设置检测轴方向垂直于重力平面方向比较合适。

当然,如果倾斜角度在60°到90°范围内,由于加速度传感器与倾斜角度成sin(θ)函数的关系,加速度传感器对角度变化的敏感度降低。

加速度传感器原理与使用选择

加速度传感器原理与使用选择

加速度传感器原理与使用选择一、加速度传感器的原理常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机电系统(MEMS)加速度传感器。

1.压电式加速度传感器压电式加速度传感器是一种利用压电效应测量加速度的传感器。

压电材料具有压电效应,即在施加压力时会产生电荷。

压电式加速度传感器包含一个压电材料晶体和一个负载电容。

当传感器受到加速度时,晶体会受到压力变形,从而产生电荷。

通过测量负载电容的电荷变化,可以间接测量加速度。

2.MEMS加速度传感器MEMS加速度传感器利用微机电系统技术制造,是一种微小化的加速度传感器。

MEMS加速度传感器通常由微小质量的振动结构和感应器件组成。

当传感器受到加速度时,振动结构会产生微小的位移,感应器件可以测量位移并将其转换为电信号。

MEMS加速度传感器具有体积小、功耗低、成本低等优点。

二、加速度传感器的使用选择在选择加速度传感器时,需要考虑以下因素:1.测量范围:加速度传感器的测量范围决定了可以测量的最大加速度值。

根据具体应用需求选择适当的测量范围,避免传感器过载或无法测量。

2.精度:传感器的精度决定了其测量结果的准确性。

根据应用需求选择合适的精度,例如在高精度测量领域需要选择高精度传感器。

3.响应频率:加速度传感器的响应频率决定了传感器对高频振动的响应能力。

根据应用需求选择适当的响应频率,以确保传感器能够满足测量要求。

4.接口类型:加速度传感器的接口类型包括模拟接口和数字接口。

根据系统要求选择合适的接口类型,以便与系统进行数据通信。

5.工作温度范围:加速度传感器的工作温度范围决定了其在不同环境下的适用性。

根据应用环境选择适当的工作温度范围,以确保传感器能够正常工作。

6.供电电压:加速度传感器的供电电压决定了传感器的电源要求。

根据系统电源供应情况选择合适的供电电压。

7.封装类型:加速度传感器的封装类型决定了传感器的外形和安装方式。

根据具体应用需求选择适当的封装类型,以方便传感器的安装和使用。

选择振动测量加速度传感器的方法

选择振动测量加速度传感器的方法

工业级别振动测量加速度传感器实际应用是根据测量对象和与测量系统的组合。

在类似情况下对测量对象进行实时监测即所谓在线监测其次需要定期对测量对象巡回检测。

相对于其他的环境工业振动测量的周边环境相对都比较恶劣,在线监测的加速度传感器到数字采集系统一般都有需要在一定的距离,因此高阻抗的电荷信号就非常容易受干扰。

除现场是高温测量外,工业振动在线监测用的传感器通常都选用带内置电路的电压输出型。

而对巡回检测用传感器往往因为出于对成本的考虑大多使用电荷输出型压电加速度传感器。

工业操作振动的测量一般的灵敏度考虑在50mV/g, 100mV/g 和 200 mV/g 的加速度传感器,然而对传感器的频率范围则必须根据不同的测量对象进行选择。

需要指出的是加速度传感器的安装形式和质量好坏以及不同的电缆配备都会直接影响到传感器的高频使用。

这些影响频响的因素虽不能从传感器的技术指标上完全反映,但都是工业振动加速度传感器使用中常见的问题。

一般情况下使用加速度传感器测量旋转冲击设备的振动速度是非常理想的,虽然有需要考虑温度对测量的结果有所影响,这个也是如今加速度测量的一个难题。

但是如果真正的考虑,主要问题然而也不是温度,而是量程和灵敏度。

如果加速度传感器的偏置电压不稳定,这将直接影响测量信号。

目前法国的传感器在这些方面的改进是最理想的,由于工业测量现场环境条件复杂多变,因此在电缆选择时首先要确保信号的质量,将外部噪声对信号的干扰降低到最小;可以直流电压供电,输出4-20mA的专业工业加速度传感器,其次是考虑电缆的寿命和使用方便程度。

在法国加速度传感器也称加计,高低精度的加速度传感器、微加速度计、加表,不同响应频率,各种精度。

可应用在控制,手柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统,玩具,结构物、环境监视,工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析;鼠标,高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。

微机械结构,微型尺寸,可以直接焊接在PCB版上。

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如何选用加速度传感器
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。

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)的改进的。

另一种就是线加速度计。

一、加速度传感器的原理及技术
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。

多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。

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。

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优势和问题。

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,加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。

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在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
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。

电容传感器有望有一个强劲的增长,来自欧洲和北美洲的汽车业和工业用户是这些产品的主要购买者。

汽车行业使用电容式传感器主要用于安全系统、轮胎磨损监测、惯性刹车灯、前灯水准测量、安全带伸缩、自动门锁和安全气囊。

对于设计人员来说,电容式传感器是非常有吸引力的,因为它无需接触待测物,所以不必挤进狭窄的空间中。

二、加速度传感器的应用
通过测量重力引起的加速度,可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。

通过分析动态加速度,可以分析出设备移动的方式。

但是刚开始的时候,你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。

但是,现在工程师们已经想出了很多方法获得更多有用的信息。

加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在所处的环境。

是在爬山?还是在走下坡,摔倒了没有?或者对于飞行类的机器人来说,对于控制姿态也是至关重要的。

一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。

加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动,还可以测量牵引力产生的加速度。

IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器,能够动态地监测出笔记本在使用中的振动,并根据这些振动数据,系统会智能地选择关闭硬盘还是让其继续运行,以便最大程度地保护由于振动,比如颠簸的工作环境,或者不小心摔了电脑所造成的硬盘损害,最大程度地保护里面的数据。

另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里,也有加速度传感器,用来检测拍摄时候的手部的振动,并根据这些振动,自动调节相机的聚焦。

概括起来,加速度传感器可应用在:控制,手柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统,玩具,结构物,环境监视,工程测振,地质勘探,对铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析;鼠标、高层建筑的结构动态特性,以及安全保卫振动侦察。

三、如何选用加速度传感器
模拟输出 vs 数字输出这个是最先需要考虑的。

这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。

一般模拟输出的电压和加速度是成比例的,比如2.5V对应0g的加速度,2.6V对应于0.5g的加速度。

数字输出一般使用脉宽调制(PWM)信号。

如果你使用的微控制器只有数字输入,比如BASIC Stamp,那你就只能选择数字输出的加速度传感器了,但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号,同时对处理器也是一个不小的负担。

如果你使用的微控制器有模拟输入口,比如PIC/AVR/OOPIC,你可以非常简单地使用模拟接口的加速度传感器,所需要的就是在程序里加入一句类似指令,而且处理此指令的速度只要几微秒。

1、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。

2、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。

要是你的机器人有突然启动或者停止的情况出现,那你需要一个±5g的传感器。

3、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。

灵敏度是压电加速度传感器应用时候要考虑的重要因素之一。

它是传感器在正常工作的时候输入信号R与输出信号C的比值,有成线性的,也有非线性的。

例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。

灵敏度自然是越高,但是实际上灵敏度越高测量范围就窄;相反,灵敏度低点就能获得比较宽的
测量范围。

所以在产品选择传感器的时候就要从需要出发,一味地使用高精度传感器往往就意味着更高的成本。

4、带宽
这里的带宽实际上指的是刷新率。

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。

5、电阻/缓存机制
对于有些微控制器来说,要进行A/D转化,其连接的传感器阻值必须小于10k Ω。

比如加速度传感器的阻值为32kΩ,在PIC和AVR控制板上无法正常工作,所以建议在购买传感器前,仔细阅读控制器手册,确保传感器能够正常工作。

6、抗疲劳性
它也是压电加速度传感器的重要因素。

在有些应用中需要持续长时间使用传感器,这就要求内部部件能够支持长时间的监测。

使用高强度、稳定性好的材料器件应该能够很好地解决这一问题。

7、稳定性
一些特殊场合中需要特定的传感器,一般的传感器会很快毁损。

例如烤鸭的烤炉中,监测温度湿度的传感器就要经受住长期的油腻、高温、潮湿等。

相信,压电加速度也会有类似的严峻的工作环境。

这就要求很高的稳定性。

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