加速度計(jì)是一種通過感應(yīng)加速度并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來測(cè)量加速度的裝置。加速度傳感器具有廣泛的功能，已廣泛應(yīng)用于汽車安全、智能產(chǎn)品、游戲控制等諸多領(lǐng)域。下面讓我們來一起好好學(xué)習(xí)了解一下，加速度傳感器的工作基本原理分析以及是怎樣分類的?
一、加速度傳感器的工作原理是什么
大多數(shù)加速度計(jì)的工作基礎(chǔ)上的壓電效應(yīng)。有必要對(duì)壓電效應(yīng)進(jìn)行解釋，是對(duì)于不存在對(duì)稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng)，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。
一般來說，加速度傳感器利用的是其內(nèi)部加速度引起的晶體變形。這個(gè)變形會(huì)發(fā)作電壓，只需計(jì)算出發(fā)作電壓和所施加的加速度之間的聯(lián)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然還有很多其它方法來制作加速度傳感器比如壓阻技術(shù)電容效應(yīng)熱氣泡效應(yīng)光效應(yīng)但是其基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形通過測(cè)量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的優(yōu)勢(shì)和問題。
二、加速度傳感器的分類
1、壓電式
電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。它也屬于慣性傳感器。它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng),在加速度計(jì)受振時(shí),質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。若被測(cè)振動(dòng)的頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率，則外力的變化與加速度成正比。
2、壓阻式
壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點(diǎn)，易于集成在各種模擬和數(shù)字電路中，廣泛應(yīng)用于汽車碰撞實(shí)驗(yàn)、測(cè)試儀器、設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
3、電容式
電容式加速度以及傳感器是基于一個(gè)電容工作原理的極距變化型的電容通過傳感器。電容式加速度計(jì)是比較常見的加速度計(jì)。在某些領(lǐng)域是不可替代的，如安全氣囊、移動(dòng)設(shè)備等。 電容式加速度傳感器/電容式加速度計(jì)采用了微機(jī)電系統(tǒng)(mems)工藝，在大量生產(chǎn)時(shí)變得經(jīng)濟(jì),從而保證了較低的成本。
4、伺服式
伺服式加速度傳感器是一種閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)， 具有動(dòng)態(tài)性能好、動(dòng)態(tài)范圍大和線性度好等特點(diǎn)。其工作原理，傳感器的振動(dòng)系統(tǒng)由m-k系統(tǒng)組成，與-般加速度計(jì)相同，但質(zhì)量m.上還接著一個(gè)電磁線圈， 當(dāng)基座上有加速度輸入時(shí)，質(zhì)量塊偏離平衡位置，該位移大小由位移傳感器檢測(cè)出來，經(jīng)伺服放大器放大后轉(zhuǎn)換為電流輸出，該電流流過電磁線圈，在長久磁鐵的磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁恢復(fù)力，圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上,所以伺服加速度傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下工作。由于有反饋?zhàn)饔茫鰪?qiáng)了抗干擾的能力，提高測(cè)量精度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，伺服加速度測(cè)量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中，在高精度的振動(dòng)測(cè)量和標(biāo)定中也有應(yīng)用。
結(jié)語:隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)在傳感器領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，使得加速度傳感器的體積變得更加輕便、性能得到明顯提升，這無疑促進(jìn)了它在消費(fèi)電子領(lǐng)域中的應(yīng)用，在市場(chǎng)中的份額也在不斷提升。