隨著硅微機械加工技術(MEMS)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)各種基于MEMS技術的器件也應運而生，目前已經(jīng)得到廣泛應用的就有壓力傳感器、加速度傳感器、光開關等等，它們有著體積小、質量輕、成本低、功耗低、可靠性高等特點，而且因為其加工工藝一定程度上與傳統(tǒng)的集成電路工藝兼容，易于實現(xiàn)數(shù)字化、智能化以及批量生產(chǎn)，因而從問世起就引起了廣泛關注，并且在汽車、醫(yī)藥、導航和控制、生化分析、工業(yè)檢測等方面得到了較為迅速的應用。其中加速度傳感器就是廣泛應用的例子之一。它的原理隨其應用而不同，有壓阻式，電容式，壓電式，諧振式等。本文全面介紹
加速度傳感器。
1、壓阻式加速度傳感器：
是最早微型化和商業(yè)化的一類加速度傳感器。這類的懸臂梁上制作有壓敏電阻，當慣性質量塊發(fā)生位移時：會引起懸臂梁的伸長或壓縮，改變梁上的應力分布，進而影響壓敏電阻的阻值。壓阻電阻多位于應力變化明顯的部位。這樣，通過兩個或四個壓敏電阻形成的電橋就可實現(xiàn)加速度的測量。其特點在于壓阻式加速度傳感器低頻信號好、可測量直流信號、輸入阻抗低、且工作溫度范圍寬，同時它的后處理電路簡單、體積小、質量輕，因此在汽車、測振、航天、航空、航船等領域有廣泛的應用。
組成：它的敏感元件由彈性梁、質量塊、固定框組成。壓阻式實質上是一個力傳感器，他是利用用測量固定質量塊在受到加速度作用時產(chǎn)生的力F來測得加速度a的。在目前研究尺度內(nèi)，可以認為其基本原理仍遵從牛頓第二定律。也就是說當有加速度a作用于傳感器時，傳感器的慣性質量塊便會產(chǎn)生一個慣性力：F=ma，此慣性力F作用于傳感器的彈性梁上，便會產(chǎn)生一個正比于F的應變。此時彈性梁上的壓敏電阻也會隨之產(chǎn)生一個變化量△R，由壓敏電阻組成的惠斯通電橋輸出一個與△R成正比的電壓信號V。
原理：本系統(tǒng)的信號檢測電路采用壓阻全橋來作為信號檢測電路。
2、電容式加速度傳感器：
在工業(yè)領域有著廣泛的應用，例如發(fā)動機，數(shù)控車床等等。它具有電路結構簡單，頻率范圍寬約為0～450Hz，線性度小于1%，靈敏度高，輸出穩(wěn)定，溫度漂移小，測量誤差小，穩(wěn)態(tài)響應，輸出阻抗低，輸出電量與振動加速度的關系式簡單方便易于計算等優(yōu)點，具有較高的實際應用價值。
原理：是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器，其中一個電極是固定的，另一變化電極是彈性膜片。彈性膜片在外力作用下發(fā)生位移，使電容量發(fā)生變化。這種傳感器可以測量氣流的振動速度，還可以進一步測出壓力。
本分類有許多種機械結構。選擇好的機械結構，將有助于滿足和提高傳感器的性能，如固有頻率、量程 、機械強度 、對載荷的響應等等。另外，微加速度計的結構尺寸除了要滿足上述條件外，隨著尺寸的縮小，一些在運動中起主導作用的 因素將發(fā)生變化。比如靜電力、分子之間的相互作用力、空氣產(chǎn)生的阻尼力等，這些在宏觀中被忽略掉的因素將是影響微結構性能的主要因素。因此在設計中也應該把這些因素考慮在內(nèi)。
更新時間：2021-07-26 
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