加速度傳感器的選型:
傳感器在加速過程中,通過對質量塊所受慣性力的測量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。
靈敏度
傳感器的靈敏度是傳感器的較基本指標之一。傳感器的靈敏度應根據被測振動量(加速度值)大小而定,但由于壓電加速度傳感器是測量振動的加速度值,而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號的頻率平方成正比,所以不同頻段的加速度信號大小相差甚大。
大型結構的低頻振動其振動量的加速度值可能會相當小,例如當振動位移為 1mm, 頻率為1 Hz 的信號其加速度值*為0.04m/s2(0.004g);然而對高頻振動當位移為0.1mm,頻率為10 kHz的信號其加速度值可達4 x 10 5m/s2(40000g)。因此盡管壓電式加速度傳感器具有較大的測量量程范圍,但對用于測量高低兩端頻率的振動信號,選擇加速度傳感器靈敏度時應對信號有充分的估計。
量程范圍
加速度值傳感器的測量量程范圍是指傳感器在一定的非線性誤差范圍內所能測量的較大測量值。通用型壓電加速度傳感器的非線性誤差大多為1%。作為一般原則,靈敏度越高其測量范圍越小,反之靈敏度越小則測量范圍越大。
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光電式接近傳感器應用:
光電式接近傳感器中,發光二極管(或半導體激光管)的光束軸線和光電三極管的軸線在一個平面上,并成一定的夾角,兩軸線在傳感器前方交于一點。當被檢測物體表面接近交點時,發光二極管的反射光被光電三極管接收,產生電信號。當物體遠離交點時,反射區不在光電三極管的視角內,檢測電路沒有輸出。一般情況下,送給發光二極管的驅動電流并不是直流電流,而是一定頻率的交變電流,這樣,接收電路得到的也是同頻率的交變信號。如果對接收來的信號進行濾波,只允許同頻率的信號通過,可以有效地防止其他雜光的干擾,并可以提高發光二極管的發光強度。
接近傳感器主要用于檢測物體的位移,在航空、航天技術以及工業生產中都有全方面的應用。在日常生活中,如賓館、飯店、車庫的自動門、自動熱風機上都有應用。在安全防盜方面,如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地,通常都裝有由各種接近開關組成的防盜裝置。在測量技術中,長度、位置的測量;在控制技術中,如位移、速度、加速度的測量和控制,也都使用者大量的接近開關。
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加速度技術指標:
方向感應器
手機方向傳感器是指,安裝在手機上用以檢測手機本身處于何種方向狀態的部件,而不是通常理解的指南針的功能。
手機方向檢測功能可以檢測手機處于正豎、倒豎、左橫、右橫,仰、俯狀態。具有方向檢測功能的手機具有使用更方便、更具人性化的特點。例如,手機旋轉后,屏幕圖像可以自動跟著旋轉并切換長寬比例,文字或菜單也可以同時旋轉,使你閱讀方便;聽MP3時。可能會有人說:這個跟那個重力感應器是一樣的?
這個兩者是不一樣的,方向感應器或者叫應用角速度傳感器比較合適,一般手機的上的方向感應器是感應水平面上的方位角、旋轉角和傾斜角的。這個如果你可能覺得有點理論的話,舉個例子吧。有方向感應器的能很好的玩都市賽車游戲。而只有重力感應器也能玩,但是,結果很令人糾結。
為了得到高度真實的試驗數據,使用者應當多方面地了解所用儀器的工作特性,這些特性是怎樣互相影響的,整個環境對這些特性是如何影響的,以及加速度計對被測運動是如何影響的。
加速度計是關鍵的測量元件,有多種設計型式供選用。每種設計型式都為某些特定用處設計的,目的是為獲得高保真的測量數據。
稱重傳感器常用材料:
稱重傳感器性能的好壞很大程度上取決于制造材料的選擇。稱重傳感器材料包括以下幾個部分:應變片材料、彈性體材料、貼片黏合劑材料、密封膠材料、引線密封材料和引線材料。
黏合劑材料
貼片黏合劑是把應變片和彈性體牢牢固定在一起,使它們產生的形變永遠一致。由此可見,貼片黏合劑也是一個重要部件。21世紀初,使用叫多的貼片黏合劑是雙組分高分子環氧系列黏合劑。21世紀初,它的性能與它自身的純度、混合方式、儲存時間、固化方式、固化時間等關系很大,在使用之前按要仔細看它的詳細介紹。
引線密封
傳感器輸出引線如果不固定的話,會發生損壞或松動,導致信號不穩定或沒有輸出。21世紀初傳感器輸出都采用連接器的方式,連接器的材質和緊固力度也會給輸出帶來影響。較好采用連接器跟密封膠配合使用。內部引線也需要固定,防止其到處移動。引線的質量也很重要,其材質性能從高到低的排列順序依次為鍍銀、銅線和鋁線。如果周圍高頻信號、無線電波干擾嚴重的話,還需采用屏蔽電纜;在腐蝕性環境和易燃易爆場合則需要采用防腐防阻燃和防爆電纜,外加套管進行保護。
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傳感器按工作原理可劃分為:
1. 磁學式傳感器
磁學式傳感器是利用鐵磁物質的一些物理效應而制成的,主要用于位移、轉矩等參數的測量。
2. 光電式傳感器
光電式傳感器在非電量電測及自動控制技術中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應和光學原理制成的,主要用于光強、光通量、位移、濃度等參數的測量。
3. 電勢型傳感器
電勢型傳感器是利用熱電效應、光電效應、霍爾效應等原理制成,主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強、熱輻射等參數的測量。
4. 電荷傳感器
電荷傳感器是利用壓電效應原理制成的,主要用于力及加速度的測量。
5. 半導體傳感器
半導體傳感器是利用半導體的壓阻效應、內光電效應、磁電效應、半導體與氣體接觸產生物質變化等原理制成,主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場和有害氣體的測量。
6. 諧振式傳感器
諧振式傳感器是利用改變電或機械的固有參數來改變諧振頻率的原理制成,主要用來測量壓力。
7. 電化學式傳感器
電化學式傳感器是以離子導電為基礎制成,根據其電特性的形成不同,電化學傳感器可分為電位式傳感器、電導式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感器和電解式傳感器等。電化學式傳感器主要用于分析氣體、液體或溶于液體的固體成分、等參數的測量。
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加速度傳感器分類:
壓電式
壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應,在加速度計受振時,質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時,則力的變化與被測加速度成正比。
壓阻式
基于MEMS硅微加工技術,壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點,易于集成在各種模擬和數字電路中,廣泛應用于汽車碰撞實驗、測試儀器、設備振動監測等領域。
電容式
電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計是對比較通用的加速度傳感器。在某些領域無可替代,如安全氣囊,手機移動設備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統(MEMS)工藝,在大量生產時變得經濟,從而保證了較低的成本。
伺服式
伺服式加速度傳感器是一種閉環測試系統,具有動態性 能好、動態范圍大和線性度好等特點。
由于有反饋作用,增強了抗干擾的能力,提高測量精度,擴大了測量范圍,伺服加速度測量技術應用于慣性導航和慣性制導系統中,在高精度的振動測量和標定中也有應用。
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