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加速度传感器的工作原理是什么(如何选择加速度传感器)

作者:Dytran传感器 发布时间:2022-12-05 13:24 浏览次数:

在工业、军事和航天等领域中,我们都会用到加速度传感器,因为加速度的大小可以决定我们所处的位置或速度,加速度还可以用来检测障碍物、汽车撞击、飞机坠毁等事故。


目前市面上的加速度传感器主要分为两种:一类是利用电磁感应原理工作的加速度传感器:在工作时将输入信号(电压和电流)转换成与其相关的电磁场。根据所用的信号源,通常分为模拟输出和数字输出两种。


目前比较常用的传感器是电容式传感器,其原理是通过测量输入信号中电荷(电压)的变化来检测输入电压或电流大小的变化。由于电容式加速度传感器具有体积小、重量轻、无电磁干扰等优点,因而得到了广泛应用,特别是在航空航天和汽车领域。


一种常见类型的信号源包括:机械开关、磁阻开关等。由于受到地球曲率等物理特性影响,我们无法直接观测到地球上任何一个点产生的加速度(即加速度);因此,根据这一点在地表放置传感器是非常重要的。

加速度传感器的工作原理是什么(如何选择加速度传感器)(图1)

一、加速度传感器的工作原理是什么?


加速度传感器是一种模拟信号输出的数字电路。当输入电压、电流和负载时,它会产生电荷,然后通过电容或电感将电荷转换为与其相关的电信号。


加速度传感器通常包括一个加速度计和三个或四个电阻并联电路,以及一个或两个电压放大器。在串联电阻中,由于电流产生的电压降可以通过电容变化来测量(但无法通过电感变化实现);也就是说,该电阻值是由一个电容值和一个或两个电压值之和除以(1+电容)来计算的。


当加速度计测量到信号输出时,它会将电荷转化为与电容量成正比的电阻信号。当电压放大器的输出电压增加(通常为负)时,电容也将增加(例如,电阻的变化);因此,加速度传感器在输出频率范围内将得到更大的放大作用。


二、如何选择加速度传感器?


在选择加速度传感器时,首先要考虑其尺寸、重量和安装方式。在某些情况下,加速度传感器可能需要安装在建筑物的顶部;但是,为了使测试位置远离建筑物的顶部、地下室或其他障碍物,必须考虑其安装位置的影响。对于那些没有合适的空间安装和拆卸设备的用户,请考虑使用可调谐激光位移传感器来代替加速度传感器。对于具有特殊用途或对性能有特殊要求的场合,可采用具有高灵敏度、响应速度快、低功耗、线性度好等优点的专用加速度传感器;对于那些要求高精度、高可靠性和使用寿命长的应用场合,通常使用多通道激光位移传感器。


三、汽车碰撞加速度传感器有什么用?


碰撞事件经常发生,因为汽车碰撞产生的加速度对车辆安全至关重要。当汽车被加速时,它的加速度越大,受到的撞击就越厉害。我们通常将汽车碰撞传感器安装在挡风玻璃上,以检测车辆与障碍物之间的运动情况。当汽车被猛烈地撞到物体时,它可能会发出尖锐的声音或出现严重的抖动。


我们可以通过安装加速度传感器来检测汽车的速度,从而确定汽车是否已经撞到了物体,并及时采取措施。当车速超过100公里/小时时,速度对汽车安全的影响将变得更加明显。特别是当车速超过80公里/小时时,汽车的安全性会下降到最低点。此时不仅需要安装加速度传感器来监控车辆的速度情况,还需要安装加速度传感器来检测障碍物的位置并发出警报。如果在高速公路上行驶时间过长,车速可能会超过每小时20公里每小时时,就必须安装速度传感器来监测汽车是否已经撞到了物体,并及时采取措施。


加速度传感器的工作原理是什么(如何选择加速度传感器)(图2)



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