中心議題：

• 加速度傳感器簡介
• 加速度傳感器應用
• 加速度傳感器工作模式

解決方案：

• 壓電式
• 壓阻式應變
• 電容式

1
、什麼是加速度傳感器

jiasuduchuanganqishiyizhongnenggouceliangjiasulidedianzishebei。jiasulijiushidangwutizaijiasuguochengzhongzuoyongzaiwutishangdeli，jiuhaobidiqiuyinli，yejiushizhongli。jiasulikeyishigechangliang，birug，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）的改進的。另一種就是線加速度計。

2、加速度傳感器一般用在哪裏

tongguoceliangyouyuzhongliyinqidejiasudu
，nikeyijisuanchushebeixiangduiyushuipingmiandeqingxiejiaodu。tongguofenxidongtaijiasudu，nikeyifenxichushebeiyidongdefangshi。danshigangkaishideshihou，nihuifaxianguangceliangqingjiaohejiasuduhaoxiangbushihenyouyong。danshi，xianzaigongchengshimenyijingxiangchulehenduofangfahuodegengduodeyouyongdexinxi。jiasuduchuanganqikeyibangzhunidejiqirenlejietaxianzaishenchudehuanjing。shizaipashan？haishizaizouxiapo，shuaidaolemeiyou？huozheduiyufeixingleidejiqirenlaishuo，duiyukongzhizitaiyeshizhiguanzhongyaode。gengyaoquebaodeshi


，nidejiqirenmeiyoudaizhezhadanzijiqianwangrenqunmijichu。yigehaodechengxuyuannenggoushiyongjiasuduchuanganqilaihuidasuoyoushangshuwenti。

加速度傳感器甚至可以用來分析發動機的振動。目前最新IBMThinkpad手shou提ti電dian腦nao裏li就jiu內nei置zhi了le加jia速su度du傳chuan感gan器qi
，能neng夠gou動dong態tai的de監jian測ce出chu筆bi記ji本ben在zai使shi用yong中zhong的de振zhen動dong，並bing根gen據ju這zhe些xie振zhen動dong數shu據ju，係xi統tong會hui智zhi能neng的de選xuan擇ze關guan閉bi硬ying盤pan還hai是shi讓rang其qi繼ji續xu運yun行xing
，這zhe樣yang可ke以yi最zui大da程cheng度du的de保bao護hu由you於yu振zhen動dong
，比bi如ru顛dian簸bo的de工gong作zuo環huan境jing，或huo者zhe不bu小xiao心xin摔shuai了le電dian腦nao做zuo造zao成cheng的de硬ying盤pan損sun害hai
，最zui大da程cheng度du的de保bao護hu裏li麵mian的de數shu據ju。另ling外wai一yi個ge用yong處chu就jiu是shi目mu前qian用yong的de數shu碼ma相xiang機ji和he攝she像xiang機ji裏li
，也ye有you加jia速su度du傳chuan感gan器qi，用yong來lai檢jian測ce拍pai攝she時shi候hou的de手shou部bu的de振zhen動dong
，並bing根gen據ju這zhe些xie振zhen動dong
，自zi動dong調tiao節jie相xiang機ji的de聚ju焦jiao。概gai括kuo起qi來lai，加jia速su度du傳chuan感gan器qi可ke應ying用yong在zai控kong製zhi，手shou柄bing振zhen動dong和he搖yao晃huang
，儀yi器qi儀yi表biao，汽qi車che製zhi動dong啟qi動dong檢jian測ce
，地di震zhen檢jian測ce，報bao警jing係xi統tong，玩wan具ju
，結jie構gou物wu、環境監視，工程測振、地質勘探

、鐵路
、橋梁、大壩的振動測試與分析；鼠標，高層建築結構動態特性和安全保衛振動偵察上。

3、加速度傳感器是如何工作的

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（質量）我們隻需要測量F就可以了。怎麼測量F
？用電磁力去平衡這個力就可以了。就可以得到F對應於電流的關係。隻需要用實驗去標定這個比例係數就行了。當然中間的信號傳輸、放大、濾波就是電路的事了。

現代科技要求加速度傳感器廉價、性能優越、易於大批量生產。在諸如軍工
、空間係統、科學測量等領域

，需要使用體積小
、重量輕、性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)的(de)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)。以(yi)傳(chuan)統(tong)加(jia)工(gong)方(fang)法(fa)製(zhi)造(zao)的(de)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)難(nan)以(yi)全(quan)麵(mian)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)要(yao)求(qiu)。於(yu)是(shi)應(ying)用(yong)新(xin)興(xing)的(de)微(wei)機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)製(zhi)作(zuo)的(de)微(wei)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。這(zhe)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)體(ti)積(ji)小(xiao)、重量輕
、功耗小


、啟動快
、成本低、可靠性高
、易於實現數字化和智能化。而且
，由於微機械結構製作精確
、重複性好、易於集成化、適於大批量生產，它的性能價格比很高。可以預見在不久的將來，它將在加速度傳感器市場中占主導地位。

微加速度傳感器有壓阻式、壓電式、電容式等形式。

·壓電式

壓(ya)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)利(li)用(yong)彈(dan)簧(huang)質(zhi)量(liang)係(xi)統(tong)原(yuan)理(li)。敏(min)感(gan)芯(xin)體(ti)質(zhi)量(liang)受(shou)振(zhen)動(dong)加(jia)速(su)度(du)作(zuo)用(yong)後(hou)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)與(yu)加(jia)速(su)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)力(li)，壓(ya)電(dian)材(cai)料(liao)受(shou)此(ci)力(li)作(zuo)用(yong)後(hou)沿(yan)其(qi)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)與(yu)這(zhe)一(yi)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)電(dian)荷(he)信(xin)號(hao)。壓(ya)電(dian)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)大(da)、頻率範圍寬
、堅固耐用、受shou外wai界jie幹gan擾rao小xiao以yi及ji壓ya電dian材cai料liao受shou力li自zi產chan生sheng電dian荷he信xin號hao不bu需xu要yao任ren何he外wai界jie電dian源yuan等deng特te點dian
，是shi被bei最zui為wei廣guang泛fan使shi用yong的de振zhen動dong測ce量liang傳chuan感gan器qi。雖sui然ran壓ya電dian式shi加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de結jie構gou簡jian單dan，商shang業ye化hua使shi用yong曆li史shi也ye很hen長chang，但dan因yin其qi性xing能neng指zhi標biao與yu材cai料liao特te性xing、設(she)計(ji)和(he)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)，因(yin)此(ci)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)銷(xiao)售(shou)的(de)同(tong)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)性(xing)能(neng)的(de)實(shi)際(ji)參(can)數(shu)以(yi)及(ji)其(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)一(yi)致(zhi)性(xing)差(cha)別(bie)非(fei)常(chang)大(da)。與(yu)壓(ya)阻(zu)和(he)電(dian)容(rong)式(shi)相(xiang)比(bi)
，其(qi)最(zui)大(da)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)壓(ya)電(dian)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang)零(ling)頻(pin)率(lv)的(de)信(xin)號(hao)。

·壓阻式應變

壓ya阻zu式shi加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de敏min感gan芯xin體ti為wei半ban導dao體ti材cai料liao製zhi成cheng電dian阻zu測ce量liang電dian橋qiao，其qi結jie構gou動dong態tai模mo型xing仍reng然ran是shi彈dan簧huang質zhi量liang係xi統tong。現xian代dai微wei加jia工gong製zhi造zao技ji術shu的de發fa展zhan使shi壓ya阻zu形xing式shi敏min感gan芯xin體ti的de設she計ji具ju有you很hen大da的de靈ling活huo性xing以yi適shi合he各ge種zhong不bu同tong的de測ce量liang要yao求qiu。在zai靈ling敏min度du和he量liang程cheng方fang麵mian，從cong低di靈ling敏min度du高gao量liang程cheng的de衝chong擊ji測ce量liang，到dao直zhi流liu高gao靈ling敏min度du的de低di頻pin測ce量liang都dou有you壓ya阻zu形xing式shi的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi。同tong時shi壓ya阻zu式shi加jia速su度du傳chuan感gan器qi測ce量liang頻pin率lv範fan圍wei也ye可ke從cong直zhi流liu信xin號hao到dao具ju有you剛gang度du高gao

，測ce量liang頻pin率lv範fan圍wei到dao幾ji十shi千qian赫he茲zi的de高gao頻pin測ce量liang。超chao小xiao型xing化hua的de設she計ji也ye是shi壓ya阻zu式shi傳chuan感gan器qi的de一yi個ge亮liang點dian。需xu要yao指zhi出chu的de是shi盡jin管guan壓ya阻zu敏min感gan芯xin體ti的de設she計ji和he應ying用yong具ju有you很hen大da靈ling活huo性xing
，但dan對dui某mou個ge特te定ding設she計ji的de壓ya阻zu式shi芯xin體ti而er言yan其qi使shi用yong範fan圍wei一yi般ban要yao小xiao於yu壓ya電dian型xing傳chuan感gan器qi。壓ya阻zu式shi加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de另ling一yi缺que點dian是shi受shou溫wen度du的de影ying響xiang較jiao大da
，實shi用yong的de傳chuan感gan器qi一yi般ban都dou需xu要yao進jin行xing溫wen度du補bu償chang。在zai價jia格ge方fang麵mian
，大da批pi量liang使shi用yong的de壓ya阻zu式shi傳chuan感gan器qi成cheng本ben價jia具ju有you很hen大da的de市shi場chang競jing爭zheng力li
，但dan對dui特te殊shu使shi用yong的de敏min感gan芯xin體ti製zhi造zao成cheng本ben將jiang遠yuan高gao於yu壓ya電dian型xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi。

·電容式

電dian容rong型xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de結jie構gou形xing式shi一yi般ban也ye采cai用yong彈dan簧huang質zhi量liang係xi統tong。當dang質zhi量liang受shou加jia速su度du作zuo用yong運yun動dong而er改gai變bian質zhi量liang塊kuai與yu固gu定ding電dian極ji之zhi間jian的de間jian隙xi進jin而er使shi電dian容rong值zhi變bian化hua。電dian容rong式shi加jia速su度du計ji與yu其qi它ta類lei型xing的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi相xiang比bi具ju有you靈ling敏min度du高gao
、零頻響應
、環境適應性好等特點
，尤其是受溫度的影響比較小
；但(dan)不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)表(biao)現(xian)在(zai)信(xin)號(hao)的(de)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)為(wei)非(fei)線(xian)性(xing)，量(liang)程(cheng)有(you)限(xian)，受(shou)電(dian)纜(lan)的(de)電(dian)容(rong)影(ying)響(xiang)，以(yi)及(ji)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)是(shi)高(gao)阻(zu)抗(kang)信(xin)號(hao)源(yuan)，因(yin)此(ci)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)往(wang)往(wang)需(xu)通(tong)過(guo)後(hou)繼(ji)電(dian)路(lu)給(gei)於(yu)改(gai)善(shan)。在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)電(dian)容(rong)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)較(jiao)多(duo)地(di)用(yong)於(yu)低(di)頻(pin)測(ce)量(liang)，其(qi)通(tong)用(yong)性(xing)不(bu)如(ru)壓(ya)電(dian)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)，且(qie)成(cheng)本(ben)也(ye)比(bi)壓(ya)電(dian)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)高(gao)得(de)多(duo)。

4
、在選購加速度傳感器的時候，需要考慮什麼

·模擬輸出VS數字輸出：這個是最先需要考慮的。這個取決於你係統中和加速度傳感器之間的接口。一般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的，比如2.5V對應0g的加速度

，2.6V對應於0.5g的加速度。數字輸出一般使用脈寬調製（PWM）信號。如果你使用的微控製器隻有數字輸入，比如BASICStamp
，那你就隻能選擇數字輸出的加速度傳感器了
，但是問題是你必須占用額外的一個時鍾單元用來處理PWM信號
，同時對處理器也是一個不小的負擔。如果你使用的微控製器有模擬輸入口，比如PIC/AVR/OOPIC

，你可以非常簡單的使用模擬接口的加速度傳感器，所需要的就是在程序裏加入一句類似"acceleration=read_adc()"的指令，而且處理此指令的速度隻要幾微秒。

·測量軸數量：對於多數項目來說
，兩軸的加速度傳感器已經能滿足多數應用了。對於某些特殊的應用，比如UAV，ROV控製，三軸的加速度傳感器可能會適合一點。

·最大測量值：如果你隻要測量機器人相對於地麵的傾角，那一個±1.5g加速度傳感器就足夠了。但是如果你需要測量機器人的動態性能，±2g也應該足夠了。要是你的機器人會有比如突然啟動或者停止的情況出現，那你需要一個±5g的傳感器。

·靈敏度：一yi般ban來lai說shuo，越yue靈ling敏min越yue好hao。越yue靈ling敏min的de傳chuan感gan器qi對dui一yi定ding範fan圍wei內nei的de加jia速su度du變bian化hua更geng敏min感gan，輸shu出chu電dian壓ya的de變bian化hua也ye越yue大da，這zhe樣yang就jiu比bi較jiao容rong易yi測ce量liang，從cong而er獲huo得de更geng精jing確que的de測ce量liang值zhi。

·帶寬：這裏的帶寬實際上指的是刷新頻率範圍。也就是說每秒鍾，傳感器會產生多少次讀數。對於一般隻要測量傾角的應用
，50HZ的帶寬應該足夠了
，但是對於需要進行動態性能
，比如振動，你會需要一個具有上百HZ帶寬的傳感器。

·電阻/緩存機製：對於有些微控製器來說，要進行A/D轉化
，其連接的傳感器阻值必須小於10kΩ。比如AnalogDevices''''sanalog加速度傳感器的阻值為32kΩ
，在PIC和AVR控製板上無法正常工作，所以建議在購買傳感器前，仔細閱讀控製器手冊，確保傳感器能夠正常工作