加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是個常量,比如g,也可以是變量。加速度計有兩種:一種是角加速度計,是由陀螺儀(角速度傳感器)的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計。
加速度傳感器的原理及技術(shù)
線加速度計的原理是慣性原理,也就是力的平衡,A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測量F就可以了。怎么測量F?用電磁力去平衡這個力就可以了。就可以得到 F對應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實驗去標(biāo)定這個比例系數(shù)就行了。
多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。當(dāng)然,還有很多其它方法來制作加速度傳感器,比如壓阻技術(shù),電容效應(yīng),熱氣泡效應(yīng),光效應(yīng),但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個介質(zhì)產(chǎn)生變形,通過測量其變形量,并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和問題。
壓阻式加速度傳感器由于在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用而發(fā)展最快,加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。由于安全性越來越成為汽車制造商的賣點,這種附加系統(tǒng)也越來越多。壓阻式加速度傳感器在歐洲市場的速度最快,因為歐洲是許多安全氣囊和汽車生產(chǎn)企業(yè)的所在地。
壓電技術(shù)主要在工業(yè)上用來防止機器故障,使用這種傳感器可以檢測機器潛在的故障以達(dá)到自保護(hù),及避免對工人產(chǎn)生意外傷害,這種傳感器具有用戶(尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶)所追求的可重復(fù)性、穩(wěn)定性和自生性。但是在許多新的應(yīng)用領(lǐng)域,很多用戶尚無使用這類傳感器的意識,銷售商冒險進(jìn)入這種尚待開發(fā)的市場會麻煩多多,因為終端用戶對使用這種傳感器而帶來的問題和解決方法都認(rèn)識不多。如果這些問題能夠得到解決,將會促進(jìn)壓電傳感器得到更快的發(fā)展。
電容傳感器有望有一個強勁的增長,來自歐洲和北美洲的汽車業(yè)和工業(yè)用戶是這些產(chǎn)品的主要購買者。汽車行業(yè)使用電容式傳感器主要用于安全系統(tǒng)、輪胎磨損監(jiān)測、慣性剎車燈、前燈水準(zhǔn)測量、安全帶伸縮、自動門鎖和安全氣囊。對于設(shè)計人員來說,電容式傳感器是非常有吸引力的,因為它無需接觸待測物,所以不必擠進(jìn)狹窄的空間中。
加速度傳感器的應(yīng)用
通過測量重力引起的加速度,可以計算出設(shè)備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動態(tài)加速度,可以分析出設(shè)備移動的方式。但是剛開始的時候,你會發(fā)現(xiàn)光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是,現(xiàn)在工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多有用的信息。
加速度傳感器可以幫助你的機器人了解它現(xiàn)在所處的環(huán)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(tài)也是至關(guān)重要的。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(fā)動機的振動,還可以測量牽引力產(chǎn)生的加速度。