加速度傳感器的原理和分類
加速度傳感器是一種測量和處理運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，用來檢測速度、位置和方向。加速度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中需要測量的是速度或者位置，也就是加速度。加速度傳感器有很多種形式，可以是一種形式（直線式）或者幾種同時(shí)組合；也可以分別用不同的傳感器進(jìn)行測量。
通常所說的加速度傳感器，指的都是直線式結(jié)構(gòu)的，即用單一傳感器實(shí)現(xiàn)對速度和位移進(jìn)行測量。這是一種比較簡單常見的結(jié)構(gòu)類型，因?yàn)橹恍枰粋€(gè)機(jī)械部件和一個(gè)信號采集處理電路就可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)物體方向和速度的測量。直線式結(jié)構(gòu)中有一個(gè)基本要素，那就是機(jī)械部件要有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；當(dāng)慣性力大于機(jī)械部件所能承受的負(fù)荷時(shí)，機(jī)械部件就會(huì)發(fā)生變形。
1、加速度傳感器的原理
加速度傳感器是一種特殊的信號檢測傳感器，它主要檢測物體受到力或者力產(chǎn)生的方向和大小變化，從而將信號轉(zhuǎn)化為電信號。如果我們以加速度傳感器作為例子進(jìn)行說明，那么首先需要明白一下什么叫加速度。
我們可以想象一下汽車在加速過程中車輪會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這時(shí)候車輪受到的力會(huì)有一定規(guī)律地變化；同理，我們也可以把這種現(xiàn)象叫做“旋轉(zhuǎn)效應(yīng)”。當(dāng)物體在垂直方向上的加速度變化等于垂直于它的軸上的加速度變化時(shí)，則其對應(yīng)位置處必然存在一個(gè)或幾個(gè)與之相應(yīng)方向的軸。如果將加速度傳感器放在運(yùn)動(dòng)物體上，那么就是傳感器兩端點(diǎn)在做相對運(yùn)動(dòng)。因此傳感器所具有的測量物體位移（位置）和速度（方向）的功能也就體現(xiàn)出來了。
2、結(jié)構(gòu)形式
這種傳感器的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，主要由加速度傳感器本體和信號處理電路組成，可以實(shí)現(xiàn)速度和位移的測量。由于加速度傳感器是一種剛性敏感元件，所以安裝在機(jī)械上的加速度傳感器一般都是采用比較薄的彈性梁。將這些彈性梁彎曲后再進(jìn)行組裝，從而使之形成有一定變形的一種結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)中只有信號采集處理電路，可以實(shí)現(xiàn)對輸出信號的采集分析處理。當(dāng)加速度傳感器兩端受到的載荷不同時(shí)其固有頻率也會(huì)發(fā)生變化。這種傳感器一般用于測量物體橫向位移和運(yùn)動(dòng)方向，或者安裝在機(jī)器人、飛機(jī)等高速運(yùn)動(dòng)中，以獲取精確、可靠的數(shù)據(jù)。
3、分類和工作原理
加速度傳感器一般可以分為三種類型：這種類型的傳感器只有一個(gè)機(jī)械部件，它的作用就是當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與加速度成正比的力。例如，我們用加速度傳感器測量物體的位移，那么它就是一種慣性傳感器。這種類型的傳感器只有一個(gè)機(jī)械部件，但是有很多種組合方式可以對方向和加速度進(jìn)行測量。
這種類型傳感器的缺點(diǎn)也很明顯，例如它只能對一個(gè)方向進(jìn)行測量；如果兩個(gè)以上的加速度信號同時(shí)存在就會(huì)產(chǎn)生干擾；另外這類傳感器體積比較大；還有一種情況是，由于安裝不夠穩(wěn)固，或者結(jié)構(gòu)不夠緊湊而需要把幾個(gè)加速度信號同時(shí)采集起來。另外一種類型結(jié)構(gòu)類似于上文所述一樣，但是多了一個(gè)信號采集處理電路。這種結(jié)構(gòu)可以有多種組合方式來實(shí)現(xiàn)對多個(gè)方向和速度進(jìn)行測量。
