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加速度傳感器的工作原理是怎樣的
一、加速度傳感器原理- -簡介
加速度傳感器，英文名稱為acceleration transducer，是一種將加速度轉(zhuǎn)換為信號(hào)的傳感器，可用來測(cè)量加速力（物體在加速過程中作用于物體的力）?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、工程測(cè)振、地質(zhì)勘探等多種領(lǐng)域，主要用于汽車安全氣囊、牽引控制系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)等安全性能方面。
加速度傳感器可分為壓電式、壓阻式、電容式、伺服式四種，多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)來工作的。目前，壓電式加速度傳感器已廣泛應(yīng)用于機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)測(cè)量上，可有效檢測(cè)機(jī)器潛在故障并達(dá)到自我保護(hù)，以避免對(duì)工人產(chǎn)生意外傷害。那么我們接下來就來了解一下壓電效應(yīng)以及壓電式加速度傳感器是如何運(yùn)用壓電效應(yīng)的。
二、加速度傳感器原理- -壓電效應(yīng)
壓電式加速度傳感器又稱為壓電加速度計(jì)，是一種慣性式傳感器。利用的是壓電晶體的壓電效應(yīng)。其中，壓電晶體指具有“壓電效應(yīng)”的晶體，如壓電陶瓷，石英等。那么壓電效應(yīng)是什么呢？其具體定義如下：
壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)受到外力作用變形的同時(shí)，其內(nèi)部還會(huì)發(fā)生極化的現(xiàn)象，在其內(nèi)部建立電場(chǎng)，使其兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷;而一旦外力去除，它又恢復(fù)到之前不帶電的狀態(tài)，我們將這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。既然有正壓電效應(yīng)，那么必然也會(huì)有逆壓電效應(yīng)，所謂的逆壓電效應(yīng)指的是當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，而一旦電場(chǎng)去除，電介質(zhì)的變形也隨之消失，我們將這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)?？偠灾?，正壓電效應(yīng)是指外力引起變形的同時(shí)也引起極化現(xiàn)象，逆壓電效應(yīng)是指施加電場(chǎng)出現(xiàn)極化現(xiàn)象的同時(shí)也引起變形。根據(jù)壓電效應(yīng)研制的加速度傳感器便是壓電式加速度傳感器。
三、加速度傳感器原理
加速度計(jì)受振，使得質(zhì)量塊加在壓電晶體上的力發(fā)生變化，當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，被測(cè)加速度的變化與力的變化成正比，因此可通過力的大小判斷加速度的大小。由于正壓電效應(yīng)，使得其變形的同時(shí)也產(chǎn)生電場(chǎng)，兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反電荷，產(chǎn)生電壓，因此可將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。