什么是加速度计?
加速度计是一种用于测量结构振动或运动加速度的设备。由振动或运动变化(加速度)引起的力使物体“挤压”压电材料,从而产生与施加在其上的力成比例的电荷。由于电荷与力成正比,并且质量为常数,因此电荷也与加速度成正比。
从空间站到手持设备,这些传感器的使用方式多种多样,而且您很有可能已经拥有其中带有加速度计的设备。例如,当今几乎所有智能手机都装有加速度计,它们可以帮助手机识别是否在任何方向上都处于加速状态,这就是当您拿起手机时显示屏亮起来的原因。
加速度计如何测量加速度?
加速度计使用机电传感器工作,该传感器设计用于测量静态或动态加速度。静态加速度是作用在身体上的恒定力,例如重力或摩擦力,这些力量在很大程度上是可预测和一致的。例如,由于重力引起的加速度恒定为9.8m / s,并且地球上每个点的重力几乎相同。
动态加速力是不均匀的,最好的例子是振动或冲击。汽车碰撞是动态加速的一个很好的例子,在此,与之前的状态相比,加速度变化是突然的。加速度计背后的理论是,它们可以检测加速度并将其转换为可测量的量,例如电信号。
加速度计类型:
压电加速度计有两种类型(振动传感器),第一种是“高阻抗”电荷输出加速度计,在这种类型的加速度计中,压电晶体产生电荷,该电荷直接连接到测量仪器。电荷输出需要特殊的适应性和仪器,这在研究设施中最常见。这种类型的加速度计还用于无法使用低阻抗模型的高温应用(> 120C)。
第二种加速度计是低阻抗输出加速度计。低阻抗加速度计的前端是电荷加速计,但内置微型电路和FET晶体管,可将电荷转换为低阻抗电压,从而轻松与标准仪器连接。这种类型的加速度计通常在工业中使用。
加速度计的应用:
1、数码设备:智能手机和数码相机中的加速度计负责根据您所持显示器的方向旋转显示器。
2、汽车:安全气囊的发明多年来已挽救了数百万人的生命。加速度计用于触发安全气囊,因为传感器在突然受到冲击时会发送信号。
3、无人机:加速度计可帮助无人机稳定飞行中的方向。
4、旋转机械:旋转机械中使用的加速度计可检测起伏的振动。
5、工业平台:测量平台的稳定性或倾斜度。
6、振动监测:运动中的机器会产生振动,如果在没有监督的情况下放大,这些振动可能会对机器造成伤害。加速度计可用于监测振动,并越来越多地用于工业厂房,涡轮机等中。