顶点光电子商城2024年12月24日消息:近年来,随着电子技术的迅猛发展,振动参量的电测法越来越显得优越,它与其它方法相比,具有频率范围宽、动态范围大、灵敏度高以及电信号便于传输、变换、处理与保存等一系列优点,进而得到广泛的应用。在振动测量中能把被测机械量转换成便于传递、变换、处理和保存的信号,并且又不受观测者直接影响的测量装置称为振动传感器,又称加速度传感器。目前市面上常见的加速度传感器有两类,压电式和电容式。
压电式加速度传感器:利用压电效应,即某些晶体(如石英、压电陶瓷等)在一定方向上受力变形时,其内部会产生极化现象,同时在两个表面上产生符号相反的电荷。当传感器受到外部力时,内部质量块产生位移,导致压电晶体发生形变,进而产生电信号。通过检测电信号的幅值和极性,可以计算出加速度的大小和方向。
MEMS电容式加速度传感器:基于电容原理的极距变化型传感器。其中一个电极是固定的,另一变化电极是弹性膜片。当外力(如气压、液压等)作用时,弹性膜片发生位移,导致电容量发生变化。这种变化被转化为电信号,从而测量出加速度。
压电式加速度传感器具有较高的灵敏度,尤其在低频振动测量中表现突出。但灵敏度也受质量块大小和压电元件数量的影响。MEMS电容式加速度传感器的灵敏度可能相对较低,但可以通过优化设计和制造工艺来提高。
压电式加速度传感器的频响范围较广,通常能够覆盖从低频到高频的振动测量需求。但具体频响范围还受传感器固定方式和环境条件的影响。MEMS电容式加速度传感器的频响范围可能相对较窄,但足以满足许多常规振动监测应用的需求。
压电式加速度传感器的内部噪声通常较低,这有助于在振动监测中提高数据采集的准确性和可靠性。MEMS电容式加速度传感器在噪声控制方面可能稍逊于压电式传感器,但可以通过信号处理技术来降低噪声干扰。
压电式加速度传感器可能受温度影响而产生漂移,需要采取额外的温度补偿措施来确保测量准确性。MEMS电容式加速度传感器在温度稳定性方面可能具有更好的表现,因为其内部结构和制造工艺通常更加精细和稳定。
MEMS电容式加速度传感器采用微机电系统技术制造,具有小型化、集成化、可批量制造等优点。这有助于降低制造成本并提高生产效率。压电式加速度传感器虽然也具有一定的集成度,但相对于MEMS传感器来说可能更加复杂和昂贵。
在应用场景方面,压电式加速度传感器常用于需要高精度和高灵敏度振动测量的场合,如航空航天、精密机械、地震监测等领域。也适用于一些特殊环境条件下的振动监测,如高温、高压、强磁场等。MEMS电容式加速度传感器广泛应用于汽车安全性能监测(如安全气囊、防抱死系统等)、移动设备振动反馈、消费电子产品的运动检测等领域。也适用于一些对成本、尺寸和功耗有严格要求的场合。
总之,压电式加速度传感器与MEMS电容式加速度传感器在工作原理、性能特点和应用场景等方面都存在显著差异。在选择传感器时,需要根据具体的应用需求和环境条件来综合考虑各种因素,以确保所选传感器能够满足实际测量需求并具有良好的性价比。