常用加速度计的基本原理及工作特点
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常用加速度计介绍
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加速度计概述 基本原理及工作特点 应用
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。
（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。 远程战略导弹的惯性系统中就常采用这 类加速度计。
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。
常用加速度计的工作原理 及工作特点
（—）、重锤式加速度计
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。
重锤式加速度计结构示意图
•
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。
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。
（四）、振弦式加速度计
•
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。
（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。
电容式微加速度计
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。
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 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。
（三）、挠性摆式加ห้องสมุดไป่ตู้度计
•
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。
工作特点：
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。
加速度计的力学模型
加速度 惯性力 质量块中心位移
•
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
（二）、液浮式加速度计
•
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 U = kuθ 放大器输出电流信号I I = ki U 力矩器产生的力矩Mk Mk= kmI = kmkiU = kmkikuθ Mk= Ma kmI = Lma 则 I = Lma/km Mk= kmI = kmkiU = kmkikuθ
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。
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。
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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加速度计概述 基本原理及工作特点 应用
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。
（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。 远程战略导弹的惯性系统中就常采用这 类加速度计。
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。
常用加速度计的工作原理 及工作特点
（—）、重锤式加速度计
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。
重锤式加速度计结构示意图
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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。
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。
（四）、振弦式加速度计
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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。
（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。
电容式微加速度计
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。
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 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。
（三）、挠性摆式加ห้องสมุดไป่ตู้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。
工作特点：
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。
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
（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 U = kuθ 放大器输出电流信号I I = ki U 力矩器产生的力矩Mk Mk= kmI = kmkiU = kmkikuθ Mk= Ma kmI = Lma 则 I = Lma/km Mk= kmI = kmkiU = kmkikuθ
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。
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。
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。