我們將傳感器與我們的設(shè)備一起使用以監(jiān)視和控制各種物理量。這些設(shè)備在傳感器的幫助下與周圍環(huán)境互動(dòng)。隨著技術(shù)的發(fā)展,今天我們有了各種各樣的傳感器。加速度計(jì)傳感器既可以模擬形式也可以數(shù)字形式測(cè)量物理量,例如溫度,壓力,濕度,方向,光強(qiáng)度等。此類傳感器之一用于測(cè)量設(shè)備的速度和加速度。
什么是加速度傳感器?
人體速度相對(duì)于時(shí)間的變化率稱為加速度。根據(jù)相對(duì)理論,取決于測(cè)量加速度的相對(duì)對(duì)象,有兩種類型的加速度。適當(dāng)?shù)募铀俣龋聪鄬?duì)于慣性的身體或相對(duì)于被測(cè)物體靜止的觀察者的物理加速度。坐標(biāo)加速度取決于坐標(biāo)系的選擇和觀察者的選擇。這不等于適當(dāng)?shù)募铀俣?。加速度傳感器是用于測(cè)量物體適當(dāng)加速度的機(jī)電設(shè)備。
加速度傳感器工作原理
加速度計(jì)的基本基本工作原理是諸如將彈簧傾倒在彈簧上。當(dāng)此設(shè)備經(jīng)歷加速度時(shí),質(zhì)量塊將移位,直到彈簧可以輕松移動(dòng)質(zhì)量塊為止,其速率等于所感測(cè)到的加速度。然后,使用該位移值來(lái)測(cè)量加速度。
加速度計(jì)可用作數(shù)字設(shè)備和模擬設(shè)備。加速度計(jì)采用不同的方法設(shè)計(jì)。壓電,壓阻和電容元件通常用于將加速度計(jì)中引起的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
壓電加速度計(jì)由單晶組成。這些使用壓電效應(yīng)來(lái)測(cè)量加速度。當(dāng)施加應(yīng)力時(shí),這些晶體產(chǎn)生電壓,該電壓被解釋為確定速度和方向。
電容式加速度計(jì)使用硅微機(jī)械元件。在此,當(dāng)感測(cè)到加速度時(shí)會(huì)產(chǎn)生電容,并且該電容會(huì)轉(zhuǎn)換為電壓以測(cè)量速度值。
現(xiàn)代的加速度計(jì)是最小的MEMS,由具有測(cè)試質(zhì)量的懸臂梁組成。加速度計(jì)有二維和三維形式,可以測(cè)量速度和方向。當(dāng)需要較高頻率范圍,高溫范圍和低包裝重量時(shí),壓電加速度計(jì)是最佳選擇。
加速度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域
加速度傳感器的應(yīng)用如下:
對(duì)于慣性導(dǎo)航系統(tǒng),使用了高度靈敏的加速度計(jì)。
用于檢測(cè)和監(jiān)視旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的振動(dòng)。
在數(shù)碼相機(jī)的屏幕上以直立的位置顯示圖像。
用于無(wú)人機(jī)的飛行穩(wěn)定。
加速度計(jì)用于感測(cè)方向,協(xié)調(diào)加速度,振動(dòng),震動(dòng)。
用于檢測(cè)設(shè)備在筆記本電腦和移動(dòng)設(shè)備中的位置。
高頻記錄生物應(yīng)用中的雙軸和三軸加速度,以區(qū)分動(dòng)物的行為模式。
機(jī)械健康監(jiān)測(cè)。
檢測(cè)轉(zhuǎn)子機(jī)器中的故障。
這些也可用于建筑和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè),以在承受動(dòng)態(tài)載荷時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。
測(cè)量CPR胸部按壓的深度。
導(dǎo)航系統(tǒng)利用加速度傳感器來(lái)了解方向。
遙感設(shè)備還使用加速度計(jì)來(lái)監(jiān)視活動(dòng)中的火山。