一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。当然,还有很多其它方法来制作加速度传感器,比如压阻技术,电容效应,热气泡效应,谐振式,隧穿式,等,但是其基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。选择加速度传感器需要考虑的因素:模拟输出vs数字输出、测量轴数量、测量值、灵敏度、带宽、电阻/缓存机制等等方面。从“神舟一号”到“神舟七号”,石英挠性加速度计为飞船返回舱提供了准确的加速度测量;从“神舟八号”到“神舟十一号”,石英挠性加速度计身兼数职,作为高精度加速度敏感部件的核心器件,为飞船姿态控制、交会对接提供微重力和速度等信息精测;在已经完成的嫦娥3号和即将开展的嫦娥5号飞行任务中,它都是不可或缺的重要产品。
目前的加速度传感器有多种实现方式,国产加速度传感器厂家,主要可分为压电式、电容式及热感应式三种,这三种技术各有其优缺点。以电容式3轴加速度计的技术原理为例。电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。其主要为利用硅的机械性质设计出的可移动机构:由于加速度使得机械悬臂与两个电极之间的距离发生变化,从而改变了两个电容的参数。通过集成的开关电容放大电路量测电容参数的变化,形成了与加速度成正比的电压输出。因此3轴加速度传感器必然包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分,前者内部有成群移动的电子,主要测量XY及Z轴的区域,后者则将电容值的变化转换为电压输出。
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是个常量。加速度传感器使用中常见的问题出在测量点的选择和连接方式,选择测量点的原则是在不影响试验件安装的情况下尽量靠近试验件或者试验件上某个最关心的点,由于振动夹具千差万别,如果只是简单把传感器连接在振动台面上的话,可能会造成试验件上的量值超标。连接方式上更佳方案是采用绝缘螺钉连接,有条件的话再涂上螺纹胶,以***连接的牢固可靠;其次采用胶粘式也比较可靠,但要注意传感器应该与夹具之间保持绝缘;此外还有吸铁方式连接,但是该方案用于更值高的环境时连接不可靠,而且吸铁的磁场会对传感器产生一定的影响,因此不推荐使用。