Question

加速度传感器怎样选择

Answer 1

常见的加速度传感器器按结构和原理分可分为：
1压电陶瓷晶体加速度传感器
2应变式加速度传感器
3电容式加速度传感器
4MEMS
以压电加速度传感器为例，压电式传感器是利用弹簧质量系统原理;压电陶瓷加速度传感器主要应用于振动测试领域，如，汽车碰撞试验，道路桥梁振动测试，大型机械振动测试，爆破测试，振动故障诊断等。
压电加速度传感器又分为：电荷输出型加速度传感器，电压输出型加速度传感器（ICP），电流输出型加速度传感器。
压电加速度传感器的原理:压电陶瓷发生微型变，形成压电效应，产生电荷。
ICP与电荷输出型的区别：ICP是在电荷输出型的基础上在传感器内安装IC放大电路，输出方式为低阻抗的电压信号，而电荷加速度传感器输出为高阻抗的电荷信号。
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在选用加速度传感器时要注意以下几个问题。
1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。恒科科技通用型压电加速度传感器的非线性误差为小于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。
IEPE电压输出型压电加速度传感器的测量范围是由在线性误差范围内所允许的最大输出信号电压所决定，最大输出电压量值一般都为±5V。通过换算就可得到传感器的最大量程，即等于最大输出电压与灵敏度的比值。需要指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性误差大小影响外，还受到供电电压和传感器偏置电压的制约。当供电电压与偏置电压的差值小于传感器技术指标给出的量程电压时，传感器的最大输出信号就会发生畸变。因此IEPE型加速度传感器的偏置电压稳定与否不仅影响到低频测量也可能会使信号失真；这种现象在高低温测量时需要特别注意，当传感器的内置电路在非室温条件下不稳定时，传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而造成测量信号忽大忽小。ICP才用恒流供电方式，典型值为4mA,供电应才用文波小的线性电源。 注：振动加速度国际上标注单位 ms-2 。9.8ms-2 ≈1g
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2传感器使用频率范围的选择 分为高频 低频传感器的频率测量范围是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%,±10%,±3dB）传感器所能测量的频率范围。频率范围的高，低限分别称为高，低频截至频率。截至频率与误差直接相关，所允许的误差范围大则其频率范围也就宽。作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电参数所决定。高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重了解传感器更多知识请请登录：http://hi.baidu.com/runze1024
3灵敏度的选择 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1mm, 频率为1Hz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10kHz的信号其加速度值可达4x10　5m/s240000g)。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50~100mV/g，电荷输出型为10-50pC/g。详细请登录：http://hi.baidu.com/runze1024

Answer 2

加速度传感器是将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号的传感器，物体的加速度是由加速力产生的，通过转换将加速力转化成加速度的大小。加速度的单位为m/s2。通过传感器测量，知道加速度的大小和方向，可以帮助机器人了解它的目前的姿态，是爬坡还是下坡，有没有摔倒在地面等等。我们经常看见很多数码相机或摄像机宣传的时候说明这款产品具有放抖动功能，可以看出抖动对拍照的影响很大。为什么有的产品即使在抖动的情况下，拍照效果还是很好呢？现在我来告诉大家。其实这都归功于相机里面装有加速度传感器。它可以检测拍照的时候手部的震动，并且根据这些数据，自动调节相机的聚焦。联想Thinkpad现在的笔记本电脑里面很多都装有这种传感器，它时刻监视笔记本在使用过程中的震动大小，判断这些震动是否会对笔记本产生威胁，如果产生威胁，它会立刻关闭硬盘，避免硬盘受到损害导致数据丢失。由上面两个例子我们可以看见，其实加速度传感器很多就应用于我们平时见到的产品中，只不过他们有的个头小，我们没注意到而已。
大部分的加速度传感器都是根据压电效应制造出来。关于压电效应，传感器之家之前已有过介绍。它分正压电和负压电两种，由于受到外力作用而产生的内部极化现象。我们通过计算外力作用产生的电压与加速度的关系，就可以将其变成可以采集的电压输出，从而知道加速度的大小。除了利用压电效应可以制造这种传感器外，还可以通电光效应跟电容效应等制造出这类产品，它的原理以后我们再具体介绍。下面来说说选择加速度传感器需要注意哪些问题。
一、需要测量几个方向的加速度。现在加速度一般按单轴、双轴、三轴和角加速度区分，传感器之家就是采用这种分法。所以我们首先得知道测量轴的数量，然后选择哪种类型的产品。
二、传感器输出的信号类型，有模拟量和数字量两种。看你的系统中预留给加速度传感器的接口类型是什么，这两种类型不可通用。
三、测量的量程。这需要预先判断测量值的大致范围，然后留些余量，防止出现测量值突然变大的情况。
四、带宽。传感器每秒中给系统输送多少次数据。这取决于对动态性能的把握程度，加速度传感器带宽范围很宽，适合的才是最好的。
五、灵敏度。传感器的灵敏度越高，它感应的加速度变化就越快，这样就可以更准确的获得当前的加速度值。