理论教育 深入了解加速度传感器的组成与原理

深入了解加速度传感器的组成与原理

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:加速度传感器有多种形式,用电容式传感器做成的加速度传感器结构,如图3-33所示。上下两块极板a 和b 为固定极板,与加速度传感器壳体固定成一体。加速度传感器有单轴和双轴两种,单轴加速度传感器的两个测力单元是同方向的,两个测力单元电容变化相叠加,可增加输出信号强度。加速度传感器输出信号很小,一般要加放大器,做成集成电路。

深入了解加速度传感器的组成与原理

加速度传感器有多种形式,用电容式传感器做成的加速度传感器结构,如图3-33(a)所示。

图3-33 加速度传感器结构及等效电路

(a)结构;(b)等效电路

由图3-33(a)可知,加速度传感器有两个测力单元(也称重力传感器)。测力单元为差动式结构的变极距电容传感器。上下两块极板a 和b 为固定极板,与加速度传感器壳体固定成一体。中间极板c 是活动的,与活动框连成一体,经弹簧锚定在壳体上。

加速度传感器壳体可以沿水平方向固定在被测设备上,测被测设备的水平方向加速度;也可以沿竖直方向固定在被测设备上,测被测设备的竖直方向加速度(重力加速度以外)或静止时受到的地球引力(重力)。(www.daowen.com)

如图3-33(b)所示为加速度传感器壳体沿竖直方向固定在被测设备上时,一个测力单元的等效电路。被测设备竖直方向加速度(重力加速度以外,重力加速度会使整体一起移动)或静止时受到的地球引力(重力),会使活动框连带中间极板上下移动。当向下移动时,C2电容量增大,C1减小;当向上移动时,C1电容量增大,C2减小。C1、C2与外接电阻R1、R2组成差动式电容传感器电桥测量电路,如图3-34 所示。

图3-34 差动式电容传感器电桥测量电路

如果C1、C2电容量变化,电桥电路输出电压uo就会发生变化。测出uo的变化量,可计算加速度(重力加速度以外)或静止时的地球引力(重力)。

加速度传感器有单轴和双轴两种,单轴加速度传感器的两个测力单元是同方向的,两个测力单元电容变化相叠加,可增加输出信号强度。双轴加速度传感器的两个测力单元分别为X 和Y 方向,两个测力单元电容变化量相减,不仅可以测出加速度或静止时地球引力的大小,而且可以测出方向。

加速度传感器输出信号很小,一般要加放大器,做成集成电路

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