加速度测量

       加速度传感器是惯性测量器件的一种,用来测量物体运动的加速度大小,在有些场合下也可以用来测量物体的振动。用在车辆上,可以检测或者控制车辆起步、刹车时的加速度大小,提高舒适度;用在风机上可以用来检测特定部件的损坏程度,便于报警、维护;用在电梯或升降机上可以检测或控制升降速度,可以在高速的情况下提高舒适度,也能够进行坠箱警报及控制;用在铁路上可以检测列车距离目标点的距离及列车运行方向…………

       配合特殊算法,加速度传感器进行一次积分,可以得到物体运行速度;进行二次积分可以得到物体位移的大小等等。

加速度传感器选型指导

1、量程————决定了能测量到的最大加速度大小。

2、轴向————常用的一般为单轴(Z轴)和三轴(X、Y、Z轴)。

3、灵敏度———输出电压范围/量程(单位V/g),一般输出电压为0~5V或者-5V~+5V,所以灵敏度主要取决于传感器的量程。

4、非线性———可以看做加速度传感器的精度,误差/量程*100%。

5、零点偏置——0g时输出电压大小,如果后面采用数字化处理,该偏置几乎不会产生影响。

6、噪声————影响传感器的最小分辨力。

7、横轴误差——间接影响传感器的灵敏度。

8、灵敏度误差——影响传感器的测量精度。

       根据以上8条选择要点,再结合您的实际要求,就能做出最佳选择。



加速度传感器原理

图1

图2

加速度传感器一般采用上图的梳状结构,由静梳齿和动梳齿构成,两种梳齿构成一个平行板电容器。当有加速度作用在加速度传感器上时,动梳齿会由于惯性远离或接近静梳齿,从而导致该平行板电容器的电荷发生相应的变化。将变化的电荷通过电荷放大器进行放大,将得到相应的变化电压量。再通过信号调理控制电路使放大器的输出在规定的范围内。

加速度传感器特殊用法

1、实现速度的测量

       理论上说,使用加速度传感器,进行一次积分,即可得到物体运动的速度,从而将加速度传感器转换成速度传感器。

2、实现位移的测量

       理论上说,使用加速度传感器,进行二次积分,即可得到物体运动的位移大小,从而将加速度传感器转换成位移传感器。

3、实现频率的测量

       通过对加速度传感器测量到的信号进行FFT算法,可以求得物体振动的频率,幅度等参数。

4、实现倾斜角度的测量

       在传感器静止或准静止的情况下(加速度传感器只受重力加速度影响),根据传感器敏感轴上的测量出的加速度大小,通过三角函数运算,可求得敏感轴与水平面的夹角。






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