傳感器具有采集觀察的事物的變化數(shù)據(jù)的作用，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有著至關(guān)重要的作用，之前我們講過傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和作用，今天主要介紹其中加速度傳感器的工作原理。
加速度傳感器（acceleration transducer）是一種將加速度轉(zhuǎn)換為信號(hào)的傳感器，與可以用來測(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。通過測(cè)量重力引起的加速度，可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜角度。通過分析動(dòng)態(tài)加速度，可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式。
加速度傳感器可應(yīng)用在控制，手柄振動(dòng)和搖晃，儀器儀表，汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)，地震檢測(cè)，報(bào)警系統(tǒng)，玩具，結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視，工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析；鼠標(biāo)，高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。
壓電式傳感器
壓電式傳感器是利用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)原理，具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是被最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器。雖然壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，商業(yè)化使用歷史也很長，但因其性能指標(biāo)與材料特性、設(shè)計(jì)和加工工藝密切相關(guān)，因此在市場上銷售的同類傳感器性能的實(shí)際參數(shù)以及其穩(wěn)定性和一致性差別非常大。與壓阻和電容式相比，其最大的缺點(diǎn)是壓電式加速度傳感器不能測(cè)量零頻率的信號(hào)。
壓阻式傳感器
應(yīng)變壓阻式加速度傳感器的敏感芯體為半導(dǎo)體材料制成電阻測(cè)量電橋，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型仍然是彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。超小型化的設(shè)計(jì)也是壓阻式傳感器的一個(gè)亮點(diǎn)，盡管壓阻敏感芯體的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有很大靈活性，但對(duì)某個(gè)特定設(shè)計(jì)的壓阻式芯體而言其使用范圍一般要小于壓電型傳感器。壓阻式加速度傳感器的另一缺點(diǎn)是受溫度的影響較大，實(shí)用的傳感器一般都需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在價(jià)格方面，大批量使用的壓阻式傳感器成本價(jià)具有很大的市場競爭力，但對(duì)特殊使用的敏感芯體制造成本將遠(yuǎn)高于壓電型加速度傳感器。
電容式傳感器
電容型加速度傳感器的結(jié)構(gòu)形式一般也采用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。當(dāng)質(zhì)量受加速度作用運(yùn)動(dòng)而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值變化。電容式加速度計(jì)與其它類型的加速度傳感器相比具有靈敏度高、零頻響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，尤其是受溫度的影響比較小；但不足之處表現(xiàn)在信號(hào)的輸入與輸出為非線性，量程有限，受電纜的電容影響，以及電容傳感器本身是高阻抗信號(hào)源，因此電容傳感器的輸出信號(hào)往往需通過后繼電路給于改善。在實(shí)際應(yīng)用中電容式加速度傳感器較多地用于低頻測(cè)量，其通用性不如壓電式加速度傳感器，且成本也比壓電式加速度傳感器高得多。
工作原理
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，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。
