頂點(diǎn)光電子商城2024年12月24日消息:近年來,隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,振動(dòng)參量的電測(cè)法越來越顯得優(yōu)越,它與其它方法相比,具有頻率范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、靈敏度高以及電信號(hào)便于傳輸、變換、處理與保存等一系列優(yōu)點(diǎn),進(jìn)而得到廣泛的應(yīng)用。在振動(dòng)測(cè)量中能把被測(cè)機(jī)械量轉(zhuǎn)換成便于傳遞、變換、處理和保存的信號(hào),并且又不受觀測(cè)者直接影響的測(cè)量裝置稱為振動(dòng)傳感器,又稱加速度傳感器。目前市面上常見的加速度傳感器有兩類,壓電式和電容式。
壓電式加速度傳感器:利用壓電效應(yīng),即某些晶體(如石英、壓電陶瓷等)在一定方向上受力變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)傳感器受到外部力時(shí),內(nèi)部質(zhì)量塊產(chǎn)生位移,導(dǎo)致壓電晶體發(fā)生形變,進(jìn)而產(chǎn)生電信號(hào)。通過檢測(cè)電信號(hào)的幅值和極性,可以計(jì)算出加速度的大小和方向。
MEMS電容式加速度傳感器:基于電容原理的極距變化型傳感器。其中一個(gè)電極是固定的,另一變化電極是彈性膜片。當(dāng)外力(如氣壓、液壓等)作用時(shí),彈性膜片發(fā)生位移,導(dǎo)致電容量發(fā)生變化。這種變化被轉(zhuǎn)化為電信號(hào),從而測(cè)量出加速度。
壓電式加速度傳感器具有較高的靈敏度,尤其在低頻振動(dòng)測(cè)量中表現(xiàn)突出。但靈敏度也受質(zhì)量塊大小和壓電元件數(shù)量的影響。MEMS電容式加速度傳感器的靈敏度可能相對(duì)較低,但可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造工藝來提高。
壓電式加速度傳感器的頻響范圍較廣,通常能夠覆蓋從低頻到高頻的振動(dòng)測(cè)量需求。但具體頻響范圍還受傳感器固定方式和環(huán)境條件的影響。MEMS電容式加速度傳感器的頻響范圍可能相對(duì)較窄,但足以滿足許多常規(guī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的需求。
壓電式加速度傳感器的內(nèi)部噪聲通常較低,這有助于在振動(dòng)監(jiān)測(cè)中提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可靠性。MEMS電容式加速度傳感器在噪聲控制方面可能稍遜于壓電式傳感器,但可以通過信號(hào)處理技術(shù)來降低噪聲干擾。
壓電式加速度傳感器可能受溫度影響而產(chǎn)生漂移,需要采取額外的溫度補(bǔ)償措施來確保測(cè)量準(zhǔn)確性。MEMS電容式加速度傳感器在溫度穩(wěn)定性方面可能具有更好的表現(xiàn),因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)和制造工藝通常更加精細(xì)和穩(wěn)定。
MEMS電容式加速度傳感器采用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)制造,具有小型化、集成化、可批量制造等優(yōu)點(diǎn)。這有助于降低制造成本并提高生產(chǎn)效率。壓電式加速度傳感器雖然也具有一定的集成度,但相對(duì)于MEMS傳感器來說可能更加復(fù)雜和昂貴。
在應(yīng)用場(chǎng)景方面,壓電式加速度傳感器常用于需要高精度和高靈敏度振動(dòng)測(cè)量的場(chǎng)合,如航空航天、精密機(jī)械、地震監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。也適用于一些特殊環(huán)境條件下的振動(dòng)監(jiān)測(cè),如高溫、高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)等。MEMS電容式加速度傳感器廣泛應(yīng)用于汽車安全性能監(jiān)測(cè)(如安全氣囊、防抱死系統(tǒng)等)、移動(dòng)設(shè)備振動(dòng)反饋、消費(fèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等領(lǐng)域。也適用于一些對(duì)成本、尺寸和功耗有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。
總之,壓電式加速度傳感器與MEMS電容式加速度傳感器在工作原理、性能特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景等方面都存在顯著差異。在選擇傳感器時(shí),需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和環(huán)境條件來綜合考慮各種因素,以確保所選傳感器能夠滿足實(shí)際測(cè)量需求并具有良好的性價(jià)比。