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加速度傳感器 振動：加速度振動傳感器

使用和絕緣要求。傳感器輸出為懸浮接地、在連接傳感器的插頭、插座上，都標有1、2、3、4的數字。考慮到接線牢固可靠，將“1、2”和“3、4”分別短接并用。“1、2”作為傳感器訊號輸出的A端，“3、4”作為B端，與其他設備連接時，A、B端可互換，不用區分。連接導線要求有良好的絕緣性能，采用兩芯屏蔽電纜，電纜的屏蔽層一端浮空，另一端接地。傳感器的安裝本廠配用M10的固定螺釘。對傳感器安裝的防護措施，本廠備有防護罩供應，其余由用戶因地制宜自行處理。

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振動傳感器的種類豐富，按照工作原理的不同，能分為電渦流式振動傳感器、電感式振動傳感器、電容式振動傳感器、壓電式振動傳感器和電阻應變式振動傳感器等。以下是這幾種振動傳感器的工作原理和用途。
1、電渦流式振動傳感器電渦流式振動傳感器是渦流效應為工作原理的振動式傳感器，它屬于非接觸式傳感器。電渦流式振動傳感器是通過傳感器的端部和被測對象之間距離上的變化，來測量物體振動參數的。電渦流式振動傳感器主要用于振動位移的測量
2,電感式振動傳感器電感式振動傳感器是依據電磁感應原理設計的一種振動傳感器。電感式振動傳感器設置有磁鐵和導磁體，對物體進行振動測量時，能將機械振動參數轉化為電參量信號。電感式振動傳感器能應用于振動速度、加速度等參數的測量。
3、電容式振動傳感器電容式振動傳感器是通過間隙或公共面積的改變來獲得可變電容，再對電容量進行測定而后得到機械振動參數的。電容式振動傳感器可以分為可變間隙式和可變公共面積式兩種，前者可以用來測量直線振動位移，后者可用于扭轉振動的角位移測定。
4、壓電式振動傳感器.壓電式振動傳感器是利用晶體的壓電效應來完成振動測量的，當被測物體的振動對壓電式振動傳感器形成壓力后，晶體元件就會產生相應的電荷，電荷數即可換算為振動參數。壓電式振動傳感器還可以分為壓電式加速度傳感器、壓電式力傳感器和阻抗頭,
5、電阻應變式振動傳感器電阻應變式振動傳感器是以電阻變化量來表達被測物體機械振動量的一種振動傳感器。電阻應變式振動傳感器的實現方式很多，可以應用各種傳感元件，其中較為常見的是電阻應變片。

加速度傳感器 振動：振動加速度傳感器

加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。

目錄

1.什么是振動加速度傳感器
2.振動加速度傳感器原理
3.振動加速度傳感器作用

1.什么是振動加速度傳感器

（圖片來源網絡）

傳感器在加速過程中，通過對質量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。

2.振動加速度傳感器原理
所謂的壓電效應就是 "對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還將改變晶體的極化狀態，在晶體內部建立電場，這種由于機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應 "。
一般加速度傳感器就是利用了其內部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關系，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比如壓阻技術，電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由于加速度產生某個介質產生變形，通過測量其變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。

3.振動加速度傳感器作用
通過測量由于重力引起的加速度，你可以計算出設備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動態加速度，你可以分析出設備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發現光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是，工程師們已經想出了很多方法獲得更多的有用的信息。
加速度傳感器可以幫助機器人了解它身處的環境。是在爬山？還是在走下坡，摔倒了沒有？或者對于飛行類的機器人來說，對于控制姿態也是至關重要的。更要確保的是，你的機器人沒有帶著炸彈自己前往人群密集處。一個好的程序員能夠使用加速度傳感器來回答所有上述問題。加速度傳感器甚至可以用來分析發動機的振動。加速度傳感器可以測量牽引力產生的加速度。

加速度傳感器 振動：振動加速度傳感器的工作原理

最常用的振動加速度傳感器是壓電式加速度計。這種類型的傳感器具有非常廣泛的動態測量范圍。還有很多其他類型的加速度計被用于測量很低頻率的加速度，例如汽車的制動，提升機的運行狀態，甚至于地球產生的重力加速度。這些測量項目主要依靠壓阻、電容和伺服技術。
壓電式加速度傳感器
壓電式加速度計堅固耐用，結構緊湊，頻率響應范圍寬，適用于監測滾動軸承等很高頻率的振動。壓電式加速度傳感器是慣性式傳感器，采取在機器外殼安裝的結構。
壓電傳感器這些固有特性是因為使用壓電材料作為敏感元件。傳感器的震蕩質量塊在加速度作用下產生慣性力，這個力對具有一定剛度的壓電元件產生壓電效應。在低于震蕩質量固有頻率的一個頻率范圍內，傳感器輸出的電量與加速度成正比。壓電加速度計的典型頻率響應如下圖所示。
壓電效應與壓電材料
某些材料受到一定方向的外力F而發生變形時，在一定表面上產生電荷q，當外力撤銷后，恢復到不帶電狀態，這種現象稱為壓電效應。相反，如果這些材料在極化方向被外電場作用，就會在一定方向產生機械變形或應力，如果撤除外電場，這些變形或應力也隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應，即電致伸縮效應。壓電敏感元件是由壓電材料表面鍍金屬膜構成的，其等效電路為電容器，如下圖所示。
如果從晶體中切下一個平行六面體，并使其晶面分別平行于z、y和z軸。這個晶片在自然狀態下不顯電性，受外力作用時，將沿x軸方向形成電場，其電荷分布于垂直于z軸的平面。沿z軸方向加力F、產生縱向壓電效應，沿 y軸加力F，產生橫向壓電效應，沿相對兩平面加力產生切向壓電效應，如下圖所示。
根據傳感器的工作模式，壓電加速度計可以分為兩種主要類型∶內置電子儀器壓電型，即 IEPE（Internal electronic piezoelectric，內置電子儀器的壓電型）型，包含內置微電子信號調理器;而電荷型加速度計只有自源式的壓電敏感元件。
電阻/壓阻式加速度傳感器
電阻式加速度計使用應變計作為敏感元件。當底座被加速時，通過懸臂梁傳送的力使質量塊產生加速度。用應變計測量梁的撓曲，為取最大靈敏度，通常采用壓阻式應變計，并且由四個應變計組成惠斯登電橋。在殼體內灌注阻尼流體，作為振蕩阻尼。這種加速度計的測量范圍達到士1000g。然而，它的固有頻率一般較低，使用頻率的上限僅為幾百赫茲。雖然某些產品的頻率上限可達1～2kHz，但是比壓電傳感器的頻率上限低很多。應變計加速度計的價格比壓電加速度計便宜很多。
現代壓阻加速度計采用 MEMS（Micro-electro- mechanical Systems，微型機電系統）技術制造。在這種加速度計中，應變計被直接擴散到撓曲元件上，因此半導體硅既是撓曲原件又是傳感元件。因為撓曲原件的剛度大，所以頻率范圍廣。同時具有尺寸小，靈敏度高（壓阻應變計的靈敏系數是金屬應變計的 25～50 倍），信噪比大，線性和穩定性好的特點。如果進行適當的溫度補償，工作溫度為一20～120℃。
電容式加速度傳感器
MEMS電容式加速度計的敏感元件用靜電鍵合工藝構成平板電容器，具有頻響范圍寬，低頻直至零頻，性能穩定，結構堅固，使用方便的特點。內置電子電路，提供高電平、低阻抗輸出。雖然設計的加速度測量值較低，但是能夠承受很大的加速度沖擊。適用于彈道監視、結構評估、顫振試驗，汽車懸架和制動器試驗等應用。
伺服式加速度傳感器
伺服式加速度計即力平衡式加速度計，其工作原理如下圖所示。
在這種裝置中，加速度引起擺塊的輕微移動。該移動被位置敏感元件測量，并且通過反饋網絡產生驅動扭矩馬達的電壓，使得擺塊向回移動，接近它的初始位置。所需的扭矩與加速度成正比，所以用于驅動扭矩馬達的電壓就是加速度的度量。伺服加速度計非常精準，大量地應用于飛機導航系統和衛星控制系統。它的線加速度測量范圍可達到 50g，并且還可以測量角加速度。由于其固有頻率低，通常低于200Hz，所以主要用于靜態和低頻的測量。