廊坊市航新仪器仪表有限公司

   加速度传感器顾名思义是能够去测量加速力的电子设备。大多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作完成的单向加速度传感器。2轴加速度传感器只能测量 X 轴和 Y 轴上的重力分量，因而只能测量 因而只能测量 X-Y平面上的倾斜角度 。可是由于物体在空间倾斜的时候，很难保证倾斜完全在 X-Y 平面上，这样只使用 2 轴加速度传感器进行测量会存在局限性，因此，我们考虑使用 3 轴加速度传感器。3轴加速度传感器可以测量 X 轴、Y 轴和 Z 轴的重力分量。加速度传感器是对自身器件的加速度进行检测。其自身的物理实现方式咱们就不去展开了，可以想象芯片内部有一个真空区域加速度传感器厂家，感应器件即处于该区域，其通过惯性力作用引起电压变化，并通过内部的ADC给出量化数值。

加速度传感器针对不同的应用场景，也在特性上体现为不同的规格。用户需根据自身的具体需要选取适合的产品。如汽车车身冲击传感器或洗衣机等家电的振动传感器等来说，需选用高频（50~100Hz）的加速度传感器；对于硬盘的跌落和振动保护，需要中频（20~50Hz）以上的加速度传感器；而手持设备的姿态识别和动作检测只需低频（0~20Hz）产品即可。加速度传感器的选取还需要考虑满量程（Full Scale石英扰性加速度传感器，FS）、灵敏度及解析度等元件的特性。满量程表示传感器可测量的更大值和更小值间的范围；灵敏度与ADC等级有关，是产生测量输出值的更小输入值；解析度则表示了输入参数更小增量。除此之外，加速度传感器按输出的不同还可分为模拟式和数字式两种。其中模拟式加速度传感器输出值为电压，还需要在系统中添加模数转换（ADC）；数字式加速度传感器的接口芯片中已经集成了ADC电路，可直接以SPI或I2C等实现数字传输。数字式产品在成本上也有一定优势，因为高质量ADC通常比较昂贵，价格甚至可超过传感器部分的单独售价。

加速度传感器工作原理压阻式传感器利用材料的压阻效应将物理量转换为电学量的方式来实现信号测量。目前,压阻式加速度传感器多采用如图1所示的“梁-质量块”结构,主要包括质量块、支撑梁和压敏电阻3个基本元件。传感器的高、低截止频率与误差直接相关，允许的误差范围越大其频率范围越宽。一般来说，传感器高频响应取决于机械特性，而低频响应由传感器及其后继电路综合电参数决定，频率截止高的传感器必然是体积小重量轻，反之用于低频测量的一般都体积大重量重。加速度传感器使用中常见的问题出在测量点的选择和连接方式，选择测量点的原则是在不影响试验件安装的情况下尽量靠近试验件或者试验件上某个关心的点，由于振动夹具千差万别，如果只是简单把传感器连接在振动台面上的话，可能会造成试验件上的量值超标。

加速度计的精度高低决定了应用场景，虽然加速度计已经广泛应用于航天航天、航空、航海、资源勘探等领域，但是的加速度计才是航空航天的基础保障，因此我国在加速度计领域技术在近几年大力扶持，以提高整体竞争力。

加速度计包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等，其中石英挠性加速度计一种可以精度测量加速度的传感器。大家日常手机中使用的就有一种叫做MEMS加速度计的传感器，手机中使用的MEMS加速度计精度比较低，石英挠性加速度计比它精度更高、测得更准、应用领域也更广。加速度传感器已广泛应用于航天、航空、船舶、石油、岩土工程等诸多领域，为各类系统的导航、制导、控制、调平、监测等提供准确的加速度测量信号。在嫦娥五号飞行试验器8天的太空之旅中，主要包含地月转移变轨、月球近旁转向、环月轨道保持、月地转移变轨和以接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)再入返回地球等关键阶段和环节，在此过程中，速度控制都是关键因素，而准准测量各个阶段速度变化(即加速度)正是加速度计的“看家”本领。试验器每分每秒所发生的加速度变化，加速度计组件都“了如指掌”，从而使GNC系统能够准确量测飞行器的速度和位移，把握行踪。

传感器输出信号规格支持的加速度水平，通常用±g表示。 这是器件能够测量并通过输出准确表示的更大加速度。 例如，±3g加速度计的输出与高达±3g的加速度成线性关系。 若加速到4g，则输出可能无效。 注意，极限值由更大加速度规定，而不是由测量范围规定。 4g加速度不会使±3g加速度计失效。加速度计灵敏度加速度（输入）变化与输出信号变化之比。它定义加速度与输出之间的理想直线关系。灵敏度用特定电源电压来规定，对于模拟输出加速度计，单位通常是mV/g；对于数字加速度计，单位通常是LSB/g或mg/LSB。 它通常表示为一个范围，或表示为一个典型值加上偏差百分比(%)。 对于模拟输出传感器，灵敏度与电源电压成比例关系。我们用微机械加速度计组成测斜仪，放在建筑物上，或者通过埋在水坝上的导管置入水坝体中，它就能时刻监视建筑物、水坝、斜坡等的变化，测量出所在平台的倾斜度，及时报告倾斜信息，以防止建筑物倒塌、水坝溃决、滑坡等事故造成的损失。