美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅魇且环N能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同，常見(jiàn)的美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯陌惭b注意事項(xiàng)：
加速度傳感器的自然頻率由粘接的耦合程度決定，選擇正確的粘合劑將是很重要的一步。有些重要的問(wèn)題是必須要考慮的是：加速度傳感器的重量，測(cè)試時(shí)的頻率和帶寬，測(cè)試時(shí)的振幅和溫度。還要考慮一些測(cè)試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：正弦曲線的受限和測(cè)試中出現(xiàn)的隨機(jī)振動(dòng)。通常，工程師和技師將會(huì)根據(jù)測(cè)試不同的需求選擇合適的粘接劑來(lái)粘接美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅?。
加速度傳感器的粘接安裝用到的粘接劑，一般有氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑等。問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何能夠有效的使用這些粘接劑。在美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯恼辰舆^(guò)程中，粘合劑的使用量對(duì)在加速度傳感器能否達(dá)到良好的頻率響應(yīng)中起到很關(guān)鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用zui少的粘接劑粘接加速度傳感器，將會(huì)使得美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅黝l率響應(yīng)傳送性。
在安裝傳感器之前要用碳?xì)浠先芤簛?lái)清潔其要安裝的表面，在安裝傳感器的時(shí)候通常要用到氰基丙烯酸鹽, 磁鐵，雙面膠帶，石蠟，將其均勻地涂抹在粘接加速度計(jì)被粘表面，不能太厚或太薄，合適的厚度會(huì)起到良好的粘接效果。熱粘接劑的使用有很多的注意事項(xiàng)，zui重要的是要注意安裝過(guò)程中熱粘接劑的凝固時(shí)間。
當(dāng)然我們用粘接安裝時(shí)需要注意的是在接近zui大極限溫度時(shí)不要用粘接劑，應(yīng)該延遲一段時(shí)間再使用，否則會(huì)使粘接劑本身被損壞，導(dǎo)致粘接劑抗拉強(qiáng)度降低。無(wú)論如何當(dāng)我們要用粘接法安裝美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器時(shí)所有極限因素都要考慮進(jìn)去。同樣，以上美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯陌惭b只是針對(duì)大部分情況而言，一些特殊設(shè)備上測(cè)量加速度需要用到zui合適的傳感器安裝方式。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯膽?yīng)用范圍：
通過(guò)測(cè)量由于重力引起的加速度，你可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜角度。通過(guò)分析動(dòng)態(tài)加速度，你可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式。但是剛開(kāi)始的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)光測(cè)量?jī)A角和加速度好像不是很有用。但是，工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅骺梢詭椭鷻C(jī)器人了解它身處的環(huán)境。是在爬山？還是在走下坡，摔倒了沒(méi)有？或者對(duì)于飛行類的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，對(duì)于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。更要確保的是，你的機(jī)器人沒(méi)有帶著自己前往人群密集處。一個(gè)好的程序員能夠使用加速度傳感器來(lái)回答所有上述問(wèn)題。美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器甚至可以用來(lái)分析發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。
加速度傳感器可以測(cè)量牽引力產(chǎn)生的加速度。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鲬?yīng)用于地震檢波器設(shè)計(jì)：
地震檢波器是用于地質(zhì)勘探和工程測(cè)量的傳感器，是一種將地面振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的傳感器，能把地震波引起的地面震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)、運(yùn)算處理。加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備，典型應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、步程計(jì)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅骷夹g(shù)應(yīng)用于車(chē)禍報(bào)警：
在汽車(chē)工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代，汽車(chē)成為了人們出行主要的交通工具之一，但是因交通事故的傷亡數(shù)量也十分巨大。在信息化的現(xiàn)代利用高科技去挽救人的生命將會(huì)是重大研究的主題之一，基于加速度的車(chē)禍報(bào)警系統(tǒng)正是懷著這種設(shè)計(jì)理念，相信這種系統(tǒng)的推廣，會(huì)給汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)更多的安全。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鲬?yīng)用于監(jiān)測(cè)高壓導(dǎo)線舞動(dòng)：
目前國(guó)內(nèi)對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)多采用視頻圖像采集和運(yùn)動(dòng)加速度測(cè)量?jī)煞N主要技術(shù)方案。前者在野外高溫、高濕、嚴(yán)寒、濃霧、沙塵等天氣條件下，不僅對(duì)視頻設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性要求很高，而且拍攝的視頻圖像的效果也會(huì)受到影響，在實(shí)際使用中只能作為輔助監(jiān)測(cè)手段，無(wú)法定量分析導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)參數(shù)；而采用加速度傳感器監(jiān)測(cè)導(dǎo)線舞動(dòng)情況，雖可定量分析輸電導(dǎo)線某一點(diǎn)上下振動(dòng)和左右擺動(dòng)的情況，但只能測(cè)出導(dǎo)線直線運(yùn)動(dòng)的振幅和頻率，而對(duì)于復(fù)雜的圓周運(yùn)動(dòng)，則無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。所以我們必須加快美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器的發(fā)展來(lái)適應(yīng)諸如此類環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯墓ぷ髟恚?br />線加速度計(jì)的原理是慣性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測(cè)量F就可以了。怎么測(cè)量F？用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對(duì)應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了。當(dāng)然中間的信號(hào)傳輸、放大、濾波就是電路的事了。
多數(shù)美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅魇歉鶕?jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。
所謂的壓電效應(yīng)就是 "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) "。
一般美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅骶褪抢昧似鋬?nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)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(lái)制作美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鳎热鐗鹤杓夹g(shù)，電容效應(yīng)，熱氣泡效應(yīng)，光效應(yīng)，但是其zui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(guò)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)都有各自的機(jī)會(huì)和問(wèn)題。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？藟鹤枋郊铀俣葌鞲衅饔捎谠谄?chē)工業(yè)中的廣泛應(yīng)用而發(fā)展zui快。由于安全性越來(lái)越成為汽車(chē)制造商的賣(mài)點(diǎn)，這種附加系統(tǒng)也越來(lái)越多。壓阻式加速度傳感器2000年的市場(chǎng)規(guī)模約為4.2億美元，根據(jù)有關(guān)調(diào)查，預(yù)計(jì)其市值將按年平均4.1%速度增長(zhǎng)，至2007年達(dá)到5.6億美元。這其中，歐洲市場(chǎng)的速度zui快，因?yàn)闅W洲是許多安全氣囊和汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的所在地。
壓電技術(shù)主要在工業(yè)上用來(lái)防止機(jī)器故障，使用這種傳感器可以檢測(cè)機(jī)器潛在的故障以達(dá)到自保護(hù)，及避免對(duì)工人產(chǎn)生意外傷害，這種傳感器具有用戶，尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶所追求的可重復(fù)性、穩(wěn)定性和自生性。但是在許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，很多用戶尚無(wú)使用這類傳感器的意識(shí)，銷售商冒險(xiǎn)進(jìn)入這種尚待開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)會(huì)麻煩多多，因?yàn)榻K端用戶對(duì)由于使用這種傳感器而帶來(lái)的問(wèn)題和解決方法都認(rèn)識(shí)不多。
如果這些問(wèn)題能夠得到解決，將會(huì)促進(jìn)壓電傳感器得到更快的發(fā)展。2002年壓電傳感器市值為3億美元，預(yù)計(jì)其年增長(zhǎng)率將達(dá)到4.9%，到2007年達(dá)到4.2億美元。
使用美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅饔袝r(shí)會(huì)碰到低頻場(chǎng)合測(cè)量時(shí)輸出信號(hào)出現(xiàn)失真的情況，用多種測(cè)量判斷方法一時(shí)找不出故障出現(xiàn)的原因，經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真的因素主要是：系統(tǒng)低頻響應(yīng)差，系統(tǒng)低頻信噪比差，外界環(huán)境對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響。 所以，只要出現(xiàn)加速度傳感器低頻測(cè)量信號(hào)失真情況，對(duì)比以上三點(diǎn)看看是哪個(gè)因素造成的，有針對(duì)性的進(jìn)行解決。
美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器的選型指南：
輸出型式
這個(gè)是zui先需要考慮的。這個(gè)取決于你系統(tǒng)中和美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器之間的接口。一般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的，比如2.5V對(duì)應(yīng)0g的加速度，2.6V對(duì)應(yīng)于0.5g的加速度。數(shù)字輸出一般使用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)。
如果你使用的微控制器只有數(shù)字輸入，比如BASIC Stamp，那你就只能選擇數(shù)字輸出的美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器了，但是問(wèn)題是你必須占用額外的一個(gè)時(shí)鐘單元用來(lái)處理PWM信號(hào)，同時(shí)對(duì)處理器也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。
如果你使用的微控制器有模擬輸入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常簡(jiǎn)單的使用模擬接口的美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅?，所需要的就是在程序里加入一句類似"acceleration=read_adc()"的指令，而且處理此指令的速度只要幾微秒。
測(cè)量軸數(shù)量
對(duì)于多數(shù)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，兩軸的美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用了。對(duì)于某些特殊的應(yīng)用，比如UAV，ROV控制，三軸的加速度傳感器可能會(huì)適合一點(diǎn)。
zui大測(cè)量值
如果你只要測(cè)量機(jī)器人相對(duì)于地面的傾角，那一個(gè)±1.5g美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅骶妥銐蛄恕５侨绻阈枰獪y(cè)量機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能，±2g也應(yīng)該足夠了。要是你的機(jī)器人會(huì)有比如突然啟動(dòng)或者停止的情況出現(xiàn)，那你需要一個(gè)±5g的傳感器。
靈敏度
一般來(lái)說(shuō)，越靈敏越好。越靈敏的傳感器對(duì)一定范圍內(nèi)的加速度變化更敏感，輸出電壓的變化也越大，這樣就比較容易測(cè)量，從而獲得更的測(cè)量值。zui小加速度測(cè)量值也稱zui小分辨率，考慮到后級(jí)放大電路噪聲問(wèn)題，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離zui小可用值，以確保*信噪比。zui大測(cè)量極限要考慮加速度計(jì)自身的非線性影響和后續(xù)儀器的zui大輸出電壓，估算方法：zui大被測(cè)加速度×傳感器的電荷 / 電壓靈敏度。
以上數(shù)值是否超過(guò)配套儀器的zui大輸入電荷 / 電壓值，建議如已知被測(cè)加速度范圍可在傳感器指標(biāo)中的“參考量程范圍”中選擇（兼顧頻響、重量），同時(shí)，在頻響、重量允許的情況下，靈敏度可考慮高些，以提高后續(xù)儀器輸入信號(hào)，提高信噪比。
美國(guó)ENDEVCO恩德?？思铀俣葌鞲衅鞯募夹g(shù)指標(biāo)：
1、靈敏度方面的技術(shù)指標(biāo)：對(duì)于一個(gè)儀器來(lái)說(shuō)，一般都是靈敏度越高越好的，因?yàn)樵届`敏，對(duì)周?chē)h(huán)境發(fā)生的加速度的變化就越容易感受到，加速度變化大，很自然地，輸出的電壓的變化相應(yīng)地也變大，這樣測(cè)量就比較容易方便，而測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)也會(huì)比較的。
2、帶寬方面的技術(shù)指標(biāo)：帶寬指的的是傳感器可以測(cè)量的有效的頻帶，比如，一個(gè)傳感器有上百HZ帶寬的就可以測(cè)量振動(dòng)了；一個(gè)具有五十HZ帶寬的傳感器就可以有效測(cè)量?jī)A角了。
3、量程方面的技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量不一樣的事物的運(yùn)動(dòng)所需要的量程都是不一樣的，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)衡量。
解析手機(jī)上的傳感器
美國(guó)ENDEVCO恩德福克加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。因此其的范圍比重力感應(yīng)器要大，但是一般在手機(jī)被提到的加速度感應(yīng)器時(shí)，其實(shí)就是指重力感應(yīng)器，因此兩者可以看做是等價(jià)的。
方向感應(yīng)器
手機(jī)方向傳感器是指，安裝在手機(jī)上用以檢測(cè)手機(jī)本身處于何種方向狀態(tài)的部件，而不是通常理解的指南針的功能。
手機(jī)方向檢測(cè)功能可以檢測(cè)手機(jī)處于正豎、倒豎、左橫、右橫，仰、俯狀態(tài)。具有方向檢測(cè)功能的手機(jī)具有使用更方便、更具人性化的特點(diǎn)。例如，手機(jī)旋轉(zhuǎn)后，屏幕圖像可以自動(dòng)跟著旋轉(zhuǎn)并切換長(zhǎng)寬比例，文字或菜單也可以同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使你閱讀方便;聽(tīng)MP3時(shí)?？赡軙?huì)有人說(shuō)：這個(gè)跟那個(gè)重力感應(yīng)器是一樣的？
這個(gè)兩者是不一樣的，方向感應(yīng)器或者叫應(yīng)用角速度傳感器比較合適，一般手機(jī)的上的方向感應(yīng)器是感應(yīng)水平面上的方位角、旋轉(zhuǎn)角和傾斜角的。這個(gè)如果你可能覺(jué)得有點(diǎn)理論的話，舉個(gè)例子吧。有方向感應(yīng)器的能很好的玩都市賽車(chē)游戲。而只有重力感應(yīng)器也能玩，但是，結(jié)果很令人糾結(jié)。
為了得到高度真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用者應(yīng)當(dāng)全面地了解所用儀器的工作特性，這些特性是怎樣互相影響的，整個(gè)環(huán)境對(duì)這些特性是如何影響的，以及加速度計(jì)對(duì)被測(cè)運(yùn)動(dòng)是如何影響的。
加速度計(jì)是關(guān)鍵的測(cè)量元件，有多種設(shè)計(jì)型式供選用。每種設(shè)計(jì)型式都為某些特定用處設(shè)計(jì)的，目的是為獲得高保真的測(cè)量數(shù)據(jù)。
工程師們應(yīng)認(rèn)真地分析測(cè)量的要求，選用zui合適的加速度計(jì)，通常要在靈敏度，重量和頻響范圍三者之間比較，做出zui合適的選擇。 |
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