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浅谈一下加速度传感器的种类及特点
发布时间:2020-02-26   点击次数:73次
  目前市场中常见的加速度传感器分为三大类别,分别为压电式、压阻式和电容式。
 
  1 压电式
 
  压电式加速度传感器的构造是利用了弹簧质量系统的原理。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此力成正比的电荷信号,从而能采集到数据。
 
  压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及不需要外界电源等特点,是目前被工程人员使用zui为广泛的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器相对来说结构比较简单,诞生时间也较长,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zui大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。
 
  2 压阻式
 
  压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成的电阻测量电桥,其结构动态模型仍然是弹簧质量系统。现代微加工制造技术的发展使压阻式敏感芯体的设计具有很大的灵活性以适合各种不同的测量要求。在灵敏度和量程方面,从低灵敏度高量程的冲击测量,到直流高灵敏度的低频测量都有压阻形式的加速度传感器。同时压阻式加速度传感器测量频率范围也可从直流信号到几十千赫兹的高频测量。压阻式传感器的zui大亮点就是超小型化的设计,可以在很多狭小的空间内使用。需要指出的是尽管压阻敏感芯体的设计和应用具有很大灵活性,但对某个特定设计的压阻式芯体而言其使用范围一般要小于压电型传感器。压阻式加速度传感器的另一缺点是受温度的影响较大,使用的传感器都需要进行温度补偿。在价格方面,使用特殊敏感芯体制造的压阻式传感器成本将远高于压电型加速度传感器,通常要达到好几倍以上。
 
  3 电容式
 
  电容式加速度传感器的结构形式也采用了弹簧质量系统。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产生变化。电容式加速度计于其他类型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零频响应、环境适用性好等特点,尤其是受温度的影响比较小,能够运用于很多现场环境苛刻的数据采集;但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性,量程有限,并且受电缆的电容影响,因为电容传感器本身是高阻抗信号源,因此,输出信号往往需要通过后继电路给予改善,对屏蔽电缆线有着很高的使用要求。在实际应用中电容式加速度传感器大多用于低频测量,其通用性远不及压电式加速度传感器,且成本也要比压电式加速度传感器高出许多倍。
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