加速度傳感器是什么?
加速度傳感器是一種能夠測(cè)量物體加速度的傳感器,在運(yùn)動(dòng)過程中,通過測(cè)量質(zhì)量的慣性力和牛頓第二定律得到加速度。
根據(jù)傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器有電容式、電感式、應(yīng)變式等。
通過測(cè)量重力加速度,可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜度,也可以通過分析動(dòng)態(tài)加速度來計(jì)算設(shè)備的運(yùn)動(dòng)。
一些智能手表會(huì)有安裝加速度傳感器和陀螺儀芯片技術(shù)。
加速度傳感器如何測(cè)量加速度?
加速度傳感器沿三個(gè)軸運(yùn)動(dòng):
X - 從左向右傾斜
Y - 前后傾斜
Z - 上下移動(dòng)
加速度計(jì)軸讀數(shù)以浮點(diǎn)值的形式提供,以 m/s^2 為單位。
加速度傳感器原理?
加速度傳感器經(jīng)常用于大型電子設(shè)備的簡(jiǎn)單電路,盡管外觀不起眼,但加速度傳感器以多種方式工作,其中兩種是壓電加速度計(jì)和電容加速度計(jì)。
壓電加速度傳感器--壓電效應(yīng)
壓電加速度傳感器主要應(yīng)用的是壓電效應(yīng),壓電效應(yīng)是*流行的形式。主要使用加速力而受到的微觀晶體結(jié)構(gòu),壓力會(huì)在晶體中產(chǎn)生電壓,加速度傳感器將這個(gè)壓力轉(zhuǎn)換為速度和方向。
壓力加速度傳感器--壓電效應(yīng)的工作原理
加速度傳感器包含微觀晶體結(jié)構(gòu),當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓,然后產(chǎn)生的電壓會(huì)產(chǎn)生加速度的讀數(shù)。
電容式加速度傳感器-電容變化
電容加速度傳感器感應(yīng)結(jié)構(gòu)之間的電容變化。如果加速力移動(dòng)這些微結(jié)構(gòu)中的一個(gè),則電容會(huì)發(fā)生變化,并且加速度傳感器會(huì)將此電容轉(zhuǎn)換為電壓以進(jìn)行解釋。
電容加速度傳感器--電容變化的工作原理
力 = 質(zhì)量 x 加速度,所以要找到加速度,它需要存在的力 / 物體的質(zhì)量。這就是電容加速度傳感器中電容效應(yīng)的工作原理:
存在 2 個(gè)電容板
物體的質(zhì)量壓在其中一個(gè)電容器板上,從而改變電容并允許測(cè)量力
在已知物體的力和質(zhì)量的情況下,最終會(huì)測(cè)量加速度
加速度傳感器的功能?
1.加速傳感器傾斜角度。加速度傳感器可用于測(cè)量?jī)A斜角。由重力引起的加速度的持續(xù)測(cè)量可以用加速度傳感器來測(cè)量。
2.加速傳感器跟蹤運(yùn)動(dòng)。雖然很容易認(rèn)為使用加速度傳感器來跟蹤物體隨時(shí)間的位置是比較簡(jiǎn)單的,但是使用加速度傳感器跟蹤絕對(duì)位置還是沒有那么容易。
3.加速傳感器測(cè)量振動(dòng)。
加速度傳感器可用于測(cè)量振動(dòng)的頻率和幅度。加速傳感器可用于測(cè)量小到人類無法察覺到的加速度效應(yīng),例如檢測(cè)地震事件或測(cè)量建筑物的共振頻率。
可以測(cè)量的振動(dòng)頻率范圍和振幅取決于加速度計(jì)的速度和噪音水平,為了得到一相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果,確保加速度傳感器的數(shù)據(jù)速率至少比最快振動(dòng)頻率快 4 倍,還需要確保加速度傳感器的本底噪聲明顯小于信號(hào)預(yù)計(jì)。
4.加速傳感器測(cè)量高頻振動(dòng)。
如果你將加速度傳感器安裝在比加速度傳感器測(cè)量速度更快的強(qiáng)烈振動(dòng)的機(jī)器上,有可能存在混疊效應(yīng)和偏移,從而影響測(cè)量。
如果你測(cè)量的結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng),建議使用某種防震架將加速度傳感器與這些振動(dòng)隔離開來,通常是由橡膠、松緊、或者彈簧制成的比較簡(jiǎn)單的物件。
加速度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域?加速度傳感器在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,包括工業(yè)、醫(yī)療、社會(huì)應(yīng)用和國(guó)內(nèi)應(yīng)用,用于監(jiān)測(cè)各種物體的運(yùn)動(dòng)。
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