汽车电子技术:霍尔（Hall）加速度传感器解析
带有防抱死制动系统（ABS）、驱动防滑砖控制（ASR）、四轮驱动或带有
电子稳定性程序（ESP）的汽车，除了车轮传感器外都装有Hall 加速度传感器，以测量汽车行驶时的纵向和横向的加速度。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁
传感器产品族，并已得到广泛的应用。用它们可以检测磁场及其变化，可在各
种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
霍尔器件和工作磁体间的运动方式
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输
出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。取用了各种补偿和保护措施
的霍尔器件的工作温度范围宽。按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。
在霍尔器件背面放置磁体
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前
者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为
设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非
磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、
加速度传感器选型 压电加速度传感器因其频响宽、动态范围大、可靠性高、使用方便，受到广泛应用。在一般通用振动测量时，用户主要关心的技术指标为：灵敏度、频率范围，内部结构、内置电路型与纯压电型的区别，现场环境与后续仪器配置等。 一、灵敏度的选择 制造商在产品介绍或说明书中一般都给出传感器的灵敏度和参考量程范围，目的是让用户在选择不同灵敏度的加速度传感器时能方便地选出合适的产品，最小加速度测量值也称最小分辨率，考虑到后级放大电路噪声问题，应尽量远离最小可用值，以确保最佳信噪比。最大测量极限要考虑加速度传感器自身的非线性影响和后续仪器的最大输出电压。 估算方法：最大被测加速度×传感器电荷（电压）灵敏度，其数值是否超过配套仪器的最大输入电荷（电压）值。建议如已知被测加速度范围可在传感器指标中的“参考量程范围”中选择（兼顾频响、重量），同时，在频响、质量允许的情况下，尽量选择高灵敏度的传感器，以提高后续仪器输入信号，提高信噪比。在兼顾频响、质量的同时，可参照以下范围选择传感器灵敏度：以电荷输出型压电加速度传感器为例： 1、土木工程和超大型机械结构的振动在0.1g-10g (1g=9.81m/s2)左右，可选电荷灵敏度在300pC/ms-2～ 30pC/ms-2的压电加速度传感器，属于电荷输出型压电加速度传感器 2、特殊的土木结构（如桩基）和机械设备的振动在100ms-2～1000ms-2，可选择20pC/ms-2～2pC/ms-2的加速度传感器。 3、冲击，碰撞测量量程一般10000ms-2～1000000ms-2，可选则传感器灵敏度是0.2pC/ms-2～ 0.002pC/ms-2的加速度传感器。 二、频率选择 制造商给出的加速度传感器的频响曲线是用螺钉刚性连接安装的。 一般将曲线分成二段：谐振频率和使用频率。使用频率是按灵敏度偏差给出的，有±10%、±5%、±3dB。谐振频率一般是避开不用的，但也有特例，如轴承故障检测。选择加速度传感器的频率范围应高于被测试件的振动频率。有倍频分析要求的加速度传感器频率响应应更高。土木工程一般是低频振动，加速度传感器频率响应范围可选择0.2Hz～1kHz，机械设备一般是中频段，可根据设备转速、设备刚度等因素综合估算振动频率，选择0.5Hz～ 5kHz 的加速度传感器。如发电机转速在3000rms 时，除以60s 此时它的主频率为50Hz。碰撞、冲击测量高频居多。 加速度传感器的安装方式不同也会改变使用频响(对振动值影响不大)。 安装面要平整、光洁，安装选择应根据方便、安全的原则。我们给出同一只AD500S 加速度传感器不同安装方式的使用频率：螺钉刚性连接（±10%误差）10kHz；环氧胶或“502”粘接安装6kHz；磁力吸座安装 2kHz；双面胶安装1kHz。由此可见，安装方式的不同对测试频率的响应影响很大，应注意选择。加速度传感器的质量、灵敏度与使用频率成反比，灵敏度高，质量大，使用频率低，这也是选择的技巧。 三、内部结构 内部结构是指敏感材料晶体片感受振动的方式及安装形式。有压缩和剪切两大类，常见的有中心压缩、平面剪切、三角剪切、环型剪切。 中心压缩型频响高于剪切型，剪切型对环境适应性好于中心压缩型。如配用积分型电荷放大器测量速度、位移时，最好选用剪切型产品，这样所获得的信号波动小，稳定性好。 四、内置电路 内置的概念是将放大电路置于加速度传感器内，成为具有电压输出功能的传感元件。它可分双电源(四线)和单电源(二线、带偏置，又称ICP) 两种，下面所指内装电路专指ICP
FEA-加速度传感器系列 FEA-XX-YZZ-M1和M2系列 测量范围：±0.5g，±1g，±2g，±3g，±6g，±18g，±50g。 测量轴数：单轴、双轴和三轴 供电电压：5V，12V，24V，9-32V（可选） 输出信号：0-5V，4-20mA，CANBUS，RS232，RS485，RS422，LED，LCD，开关量 分辨率：10-5-10-7g（根据测量范围和精度等级而定） 非线性：0.05%FS-1%FS（根据测量范围和精度等级而定） 温度漂移：0.1mg-0.5mg/ oC（根据测量范围和精度等级而定） 工作温度范围：-40oC -+80oC 防护等级：IP65-IP68（可选） 频率响应：0.5-20Hz（可选） 外壳：可选，见产品外壳与连接器，铝合金材料。 FEA-XX-YZZ-I1和I2系列 测量范围：±0.5g，±1g，±2g，±3g，±6g，±18g，±50g。 测量轴数：单轴、双轴和三轴 供电电压：5V，12V，24V，9-32V（可选） 输出信号：0-5V，4-20mA，CANBUS，RS232，RS485，RS422，LED，LCD，开关量 分辨率：10-3g-10-5g（根据测量范围和精度等级而定） 非线性：0.5%FS-2%FS（根据测量范围和精度等级而定） 温度漂移：0.5mg-3mg/ oC（根据测量范围和精度等级而定） 工作温度范围：-25oC -+80oC 防护等级：IP65-IP68（可选） 频率响应：0.5-20Hz（可选） 外壳：可选，见产品外壳与连接器，铝合金材料。 FEA-XX-YZZ-C1和C2系列 测量范围：±0.5g，±1g，±2g，±3g，±6g，±18g，±50g。 测量轴数：单轴、双轴和三轴 供电电压：5V，12V，24V，9-32V（可选） 输出信号：0-5V，4-20mA，CANBUS，RS232，RS485，RS422，LED，LCD，开关量 分辨率：10-2-10-4g（根据测量范围和精度等级而定） 非线性：1%FS-3%FS（根据测量范围和精度等级而定） 温度漂移：2 mg-5mg/ oC（根据测量范围和精度等级而定） 工作温度范围：-10oC -+60oC 防护等级：IP65-IP68（可选） 频率响应：0.5-20Hz（可选） 外壳：可选，见产品外壳与连接器，铝合金材料。 特别说明 产品性能、外壳以及连接器都可以根据客户的要求定制。 外壳及尺寸和连接器 加速度传感器所需要的外壳与连接器可参考《产品外壳与连接器》栏目进行选择，或者根据你的要求来定制。
加速度传感器参数讲解（AD）Accelerometer Specifications - Quick Definitions Measurement range is the level of acceleration supported by the sensor’s output signal specifications, typically specified in ±g. This is the greatest amount of acceleration the part can measure and accurately represent as an output. For example, the output of a ±3g accelerometer is linear with acceleration up to ±3g. If it is accelerated at 4g, the output may rail. Note that the breaking point is specified by the Absolute Maximum Acceleration, NOT by the measurement range. A 4g acceleration will not break a ±3g accelerometer. Sensitivity is the ratio of change in acceleration (input) to change in the output signal. This defines the ideal, straight-line relationship between acceleration and output (Figure 1, gray line). Sensitivity is specified at a particular supply voltage and is typically expressed in units of mV/g for analog-output accelerometers, LSB/g, or mg/LSB for digital-output accelerometers. It is usually specified in a range (min, typ, max) or as a typical figure and % deviation. For analog-output sensors, sensitivity is ratiometric to supply voltage; doubling the supply, for example, doubles the sensitivity. Sensitivity change due to Temperature is generally specified as a % change per °C. Temperature effects are caused by a combination of mechanical stresses and circuit temperature coefficients.
线性输出型节气门位置传感器信号波形分析 波形检测方法 1.连接好波形测试设备，探针接传感器信号输出端子，鳄鱼夹搭铁。 2.打开点火开关，发动机不运转，慢慢地让节气门从关闭位置到全开位置，并重新返回至节气门关闭位置。慢慢地反复这个过程几次。这时波形应如图所示铺开在显示屏上。 线性输出型节气门位置传感器信号波形分析如图所示。 1、查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V。 2、波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。 3、应特别注意在前1/4节气门开度中的波形，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。传感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。 4、有些车辆有两个节气门位置传感器。一个用于发动机控制，另一个用于变速器控制。 5、发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。 6、变速器节气门位置传感器在怠速运转时产生低于5V电压，在节气门全开时变到低于1V。 7、特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的碳膜容易损坏或断裂的部分。 8、在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机ECU提供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU不能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起汽车驾驶性能问题。 9、如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置传感器。 开关量输出型节气门位置传感器信号波形分析
1、开关量输出型节气门位置传感器的信号波形检测同线性输出型节气门位置传感器。 2、它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭触点构成怠速开关，节气门处在怠速位置时，它位于闭合状态，将发动机ECU的怠速输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速控制，或者控制发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油，另一个常开触点（构成全功率触点），节气门开度达到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入全负荷加浓控制状态。 开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析如图所示。如果波形异常，则应更换开关量输出型节气门位置传感器。
电荷输出型 传统的压电加速度计通过内部敏感芯体输出一个与加速度成正比的电荷信号。实际使用中传感器输出的高阻抗电荷信号必须通过二次仪表将其转换成低阻抗电压信号才能读取。由于高阻抗电荷信号非常容易受到干扰，所以传感器到二次仪表之间的信号传输必须使用低噪声屏蔽电缆。由于电子器件的使用温度范围有限，所以高温环境下的测量一般还是使用电荷输出型。北智BW-Sensor采用进口陶瓷的加速度计可在温度-40oC~250oC范围内长期使用。 低阻抗电压输出型（IEPE） IEPE型压电加速度计即通常所称的ICP型压电加速度计。压电传感器换能器输出的电荷通过装在传感器内部的前置放大器转换成低阻抗的电压输出。IEPE型传感器通常为二线输出形式，即采用恒电流电压源供电;直流供电和信号使用同一根线。通常直流电部分在恒电流电源的输出端通过高通滤波器滤去。IEPE型传感器的最大优点是测量信号质量好、噪声小、抗外界干扰能力强和远距离测量，特别是新型的数采系统很多已配备恒流电压源，因此，IEPE传感器能与数采系统直接相连而不需要任何其它二次仪表。在振动测试中IEPE传感器已逐渐取代传统的电荷输出型压电加速度计。 传感器的灵敏度，量程和频率范围的选择 压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围宽，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给正确的选用带来一定的难度。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/7810424419.html,/
汽车传感器的波形分析 一、热线式空气流量传感器波形分析 空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU 可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。 常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。 启动发动机并预热至正常工作温度，运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。 空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。 二、节气门位置传感器波形分析 节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。 节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地
线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计，它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成，所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上，输出信号电压是和节气门的开度成正比的。 模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下:打开点火点开，ECU的传感器电源给传感器供电，缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭，反复几次即可读取信号波形，在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V，随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大，当节气门全开时输出信号电压不足5V整个波形应该是连续的，不应有断裂出现，同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。 节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形，当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落，当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落，由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障，经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了，,在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50% ，所以前段碳膜会更容易磨损,这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息，从而影响发动机的正常运行。 三、进气压力传感器波形分析 进气压力传感器是用来检测进气管真空度的，分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线，其中一条是ECU提供的5V参考电压线，另一条是搭铁，第三条是输出信号线。在信号读取过程中，应该关闭其他附属电气设备，启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。 具体操作步骤如下:发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开，并保持全开2秒，然后再逐渐关闭节气门,保持怠速运转2秒，接看急加速至节气门全开，最后再关闭节气门，此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压，可以
产品规格书 PRODUCT SPECIFICATION 深圳云里物里科技股份有限公司 Version 2.2发布时间 2017-08-04 MODEL NO/DESCRIPTION 产品名称:迷你型加速度传感器iBeacon 产品型号:i4
目录 1.产品简介 (3) 2.产品特点 (4) 3.运用范围 (4) 4.产品物理特性 (4) 5.技术参数 (5) 6.电气特性 (5) 7.LIS2DHTR传感器性能参数 (5) 8.默认参数 (6) 9.支持设备 (6) 10.操作说明 (7) 11.认证信息 (7) 12.包装信息 (7) 13.质量保障 (8)
i4迷你型加速度传感器iBeacon为信号白，能够配合各种装修风格；本产品的极限距离可达80米，能够降低部署成本；采用CR2477电池(1000mAH)，支持微信摇一摇接入。中间可丝印或滴胶logo。 立面侧面 内部结构
外形小巧 采用CR2477电池(1000mAH) 支持微信摇一摇接入 增加超低功耗、高性能、3轴线性加速度传感器(LIS2DHTR) 内置温度传感器 传感器可选择的G值范围：±2g、±4g、±8g、±16g 加速度传感器的输出数据频率：1Hz-5.3kHz 传感器具有“睡眠唤醒”与“重返睡眠”功能 并有两个独立的可编程中断入口可用于监测自由跌落以及姿态检测 3.运用范围 传感器ibeacon可配合手机APP显示方向、运动激活、运动记步、移动监测、摇摆控制等；线下顾客广告、优惠券推送，精准营销；商场、机场等大型公众场合室内定位；旅游景点、博物馆等线上讲解；展会、论坛、办公室签到；网址：https://www.doczj.com/doc/7810424419.html,基于位置的实时消息推送，如现场资料、会议流程分享等；演唱会、大型赛事等观众互动。 4.产品物理特性 型号I4 外壳材质PC 外壳颜色信号白 外型尺寸?37x16.5mm 产品重量21g(含电池) 使用电源CR2477 供电电压 3.0VDC 安装方式双面胶粘贴
工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2 (m/s2)，或重力加速度(g)。 描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。 最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。 传感器的种类选择 ·压电式- 原理和特点 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常
大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。 ·压阻式 应变压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥，其结构动态模型仍然是弹簧质量系统。现代微加工制造技术的发展使压阻形式敏感芯体的设计具有很大的灵活性以适合各种不同的测量要求。在灵敏度和量程方面，从低灵敏度高量程的冲击测量，到直流高灵敏度的低频测量都有压阻形式的加速度传感器。同时压阻式加速度传感器测量频率范围也可从直流信号到具有刚度高，测量频率范围到几十千赫兹的高频测量。超小型化的设计也是压阻式传感器的一个亮点。需要指出的是尽管压阻敏感芯体的设计和应用具有很大灵活性，但对某个特定设计的压阻式芯体而言其使用范围一般要小于压电型传感器。压阻式加速度传感器的另一缺点是受温度的影响较大，实用的传感器一般都需要进行温度补偿。在价格方面，大批量使用的压阻式传感器成本价具有很大的市场竞争力，但对特殊使用的敏感芯体制造成本将远高于压电型加速度传感器。 ·电容式 电容型加速度传感器的结构形式一般也采用弹簧质量系统。当质量受加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电容值变化。电容式加速度计与其它类型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零频响应、环境适应性好等特点，尤其是受温度的影响比较小；但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性，量程有限，受电缆的电容影响，以及电容传感器本身是高阻抗信号源，因此电容传感器的输出信号往往需通过后继电路给于改善。在实际应用中电容式加速度传感器较多地用于低频测量，其通用性不如压电式加速度传感器，且成本也比压电式加速度传感器高得多。
加速度传感器原理与应用简介 1、什么是加速度传感器 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。 加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度计。 2、加速度传感器一般用在哪里 通过测量由于重力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候，你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是，现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。 概括起来，加速度传感器可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，结构物、环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。 3、加速度传感器是如何工作的 线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A（加速度）=F（惯性力）/M（质量）我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到F 对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。 现代科技要求加速度传感器廉价、性能优越、易于大批量生产。在诸如军工、空间系统、科学测量等领域，需要使用体积小、重量轻、性能稳定的加速度传感器。以传统加工方法制造的加速度传感器难以全面满足这些要求。于是应用新兴的微机械加工技术制作的微加速度传感器应运而生。这种传感器体积小、重量轻、功耗小、启动快、成本低、可靠性高、易于实现数字化和智能化。而且，由于微机械结构制作精确、重复性好、易于集成化、适于大批量生产，它的性能价格比很高。可以预见在不久的将来，它将在加速度传感器市场中占主导地位。 微加速度传感器有压阻式、压电式、电容式等形式。 ·压电式 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压
教你正确选择加速度传感器 加速度计因其频响宽、动态范围大、可靠性高、使用方便，受到广泛应用。用户作通用振动、冲击测量时，主要关心的技术指标为：灵敏度、频率范围，内部结构，现场环境和与后续仪器配置等。 1、灵敏度的选择 扬州晶明的产品介绍给出了参考量程范围，目的是让用户在众多不同灵敏度的加速度计中能方便地选出合适的产品，最小加速度测量值也称最小分辨率，考虑到后级放大电路噪声问题，应尽量远离最小可用值，以确保最佳信噪比。最大测量极限要考虑加速度计自身的非线性影响和后续仪器的最大输出电压，估算方法：最大被测加速度传感器的电荷/电压灵敏度，以上数值是否超过配套仪器的最大输入电荷/电压值，建议如已知被测加速度范围可在传感器指标中的参考量程范围中选择(兼顾频响、重量)，同时，在频响、重量允许的情况下，灵敏度可考虑高些，以提高后续仪器输入信号，提高信噪比。 在兼顾频响、重量的同时，可参照以下范围选择传感器灵敏度：土木工程原型和超大型机械结构的振动在0.1g～10g左右，可选3000pC/g～300pC/g的加速度计，机械设备的振动在10g～100g左右，可选择20pC/g～200pC/g的加速度计，冲击可选0.1pC/g～20pC/g左右的加速度计。 2、频率选择 生产厂给出的频响曲线是用螺钉安装的，一般将曲线分成二段：谐振频率和使用频率。使用频率的给值是按灵敏度偏差给出，有10%、5%、3dB。谐振频率一般是避开不用，但也有特例，如轴承故障检测。 选择加速度计的频率应高于被测物的振动频率，有倍频分析要求的加速度计频响应更高。土木工程是低频，加速度计可选择0.2Hz～1kHz左右，机械设备一般是中频段，可根据设备转速、设备刚度等因素综合估计频率，选择0.5Hz～5kHz的加速度计。冲击测量高频居多。 加速度计的安装方式不同也会改变使用频响(对振动值影响不大)，安装面要平整、光洁，
加速度传感器 一、简介 加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。 二、分类 压电式 压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。 压阻式 基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。 电容式 电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。 伺服式 伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理，传感器的振动系统由"m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小
由位移传感器检测出来，经伺服放大器放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。 三、应用 1、汽车安全 加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。 在安全应用中，加速度计的快速反应非常重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速确定，所以加速度计必须在瞬间做出反应。通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动不止的传感器设计可以缩短器件的反应时间。其中，压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快。 2、游戏控制 加速度传感器可以检测上下左右的倾角的变化，因此通过前后倾斜手持设备来实现对游戏中物体的前后左右的方向控制，就变得很简单。 3、图像自动翻转 用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。 4、电子指南针倾斜校正 磁传感器是通过测量磁通量的大小来确定方向的。当磁传感器发生倾斜时，通过磁传感器的地磁通量将发生变化，从而使方向指向产生误差。因此，如果不带倾斜校正的电子指南针，需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理，可以对电子指南针的倾斜进行补偿。 5、GPS导航系统死角的补偿 GPS系统是通过接收三颗呈120度分布的卫星信号来最终确定物体的方位的。在一些特殊的场合和地貌，如遂道、高楼林立、丛林地带，GPS信号会变弱甚至完全失去，这也就是所谓的死角。而通过加装加速度传感器及以前我们所通用的惯性导航，便可以进行系统
1、常用加速度传感器有哪几种分类各有什么特点 答：加速度传感器按工作原理可分为压电式、压阻式和电容式。 压电式传感器是通过利用某些特殊的敏感芯体受振动加速度作用后会产生与之成正比的电荷信号的特性，来实现振动加速度的测量的，这种传感器一般都具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、结构简单坚固、受外界干扰小以及产生电荷信号不需要任何外界电源等优点，它最大的缺点是不能测量零频率信号。 压阻式传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥来实现测量加速度信号，这种传感器的频率测量范围和量程也很大，体积小重量轻，但是缺点也很明显，就是受温度影响较大，一般都需要进行温度补偿。 电容式传感器中一般有个可运动质量块与一个固定电极组成一个电容，当受加速度作用时，质量块与固定电极之间的间隙会发生变化，从而使电容值发生变化。它的优点很突出，灵敏度高、零频响应、受环境（尤其是温度）影响小等，缺点也同样突出，主要是输入输出非线形对应、量程很有限以及本身是高阻抗信号源，需后继电路给予改善。 相比之下，压电式传感器应用更为广泛一些，压阻式也有一定程度的应用，而电容式主要专用于低频测量。 2、压电式传感器又分哪几种 答：压电式传感器有多种分类方式。 按敏感芯体材料分为压电晶体（一般为石英）和压电陶瓷两类。压电陶瓷比压电晶体的压电系数要高，而且各项机电系数随温度时间等外界条件的变化相对较小，因此一般更常用的是压电陶瓷。 按敏感芯体结构形式分为压缩式、剪切式和弯曲变形梁式。压缩式结构最简单，价格便宜，但是不能有效排除各种干扰；剪切式受干扰影响最小，目前最为常用，但是制造工艺要求较高，所以价格偏高；弯曲变形梁式比较少见，其结构能够产生较大的电荷输出信号，但是测量频率范围较低，受温度影响易产生漂移，因此不推荐使用。 按信号输出的方式分为电荷输出式和低阻抗电压输出式（ICP）。电荷输出式直接输出高阻抗电荷信号，必须通过二次仪表转换成低阻抗电压读取，而高阻抗电荷信号较容易受干扰，所以对测试环境、连接线缆等的要求较高； 而ICP型传感器内部安装了前置放大器，直接转换成电压信号输出，所以相对有信号质量好、噪声小、抗干扰能力强、能实现远距离测量等优点，目前正逐步取代电荷输出式传感器。 3、选择压电式加速度传感器时有哪些基本原则 答：选择一般应用场合的压电式加速度传感器时，要从三个方面全面考虑： ①振动量值的大小②信号频率范围③测试现场环境。 作为一般的原则，灵敏度高的传感器量程范围小，反之灵敏度低的量程范围大，而且一般情况下，灵敏度越高，敏感芯体的质量块越大，其谐振频率也越低，如果谐振波叠加在被测信号上，会造成失真输出，因此选择时除
加速度传感器原理以及选用 什么是加速度传感器？ 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。 加速度传感器一般用在哪里？ 通过测量由于重力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候，你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是，现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。 加速度传感器是如何工作的？ 多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。 所谓的压电效应就是 "对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 "。 一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。 在选购加速度传感器的时候，需要考虑什么？ 模拟输出 vs 数字输出：这个是最先需要考虑的。这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的，比如2.5V对应0g的加速度，2.6V对应于0.5g的加速度。数字输出一般使用脉宽调制（PWM）信号。 如果你使用的微控制器只有数字输入，比如BASIC Stamp，那你就只能选择数字输出的加速度传感器了，但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号，同时对处理器也是一个不小的负担。 如果你使用的微控制器有模拟输入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常简单的使用模拟接口的加速度传感器，所需要的就是在程序里加入一句类似"acceleration=read_adc()"的指令，而且处理此指令的速度只要几微秒。 测量轴数量： 对于多数项目来说，两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于某些特殊的应用，比如UAV，ROV控制，三轴的加速度传感器可能会适合一点。 最大测量值： 如果你只要测量机器人相对于地面的倾角，那一个±1.5g加速度传感器就足够了。
振动试验中加速度传感器的选择 The Choice of Acceleration Sensor in the Vibration Testing 环境适应性和可靠性2009.3 国家电子计算机质量监督检验中心符瑜慧李雪松杨红左进凯 FU Yu-hui LI Xue-song YANG Hong ZUO Jin-kai 摘要：参与振动试验中振动量值的获得，最直接也是主要的单元之一是加速度传感器。本文将重点对压电式加速度传感器的工作原理及影响其选型的主要因素进行探讨。 关键词：传感器；选择 Abstract: Getting the vibration force in the vibration testing, there is a unit-sensor which is directness and importance. This paper will talk about that the voltage acceleration sensor function and the important factor which must think about in choosing the sensor type. Key Words:sensor ; choice. 1 引言 振动试验中，我们对控制点、监测点等的振动量值都是通过加速度传感器采样得到的，该数值的正确性、可信性，直接影响到对试验的结果的判定。如果控制点所得到的数值不真实，就会影响到我们对试验样品的振动应力施加，可能是欠应力或过应力，欠应力会导致不能真实反应样品的质量信息，达不到预期考察样品“抗振”的试验目的，过应力可能会使样品损害，或据此以样品进行改进设计，增加企业成本；如果监测点所得到的数值不真实，监测的作用就推动了应有的作用，达不到监测振动台面和样口某薄弱环节的作用，甚至会带来不必要的错误改进。因此，影响振动试验中振动量值的正确获得，除了与传感器的安装位置、样品的安装等外，还跟传感器的技术指标有关，它是得到振动量值的最直接也是最重要的单元之一。在此，本论文结合理论及实际经验介绍振动试验中加速度传感器的选择。 2 振动传感器的类型及基本工作原理 由于传感器内部机电变换原理的不同，输出的电量也各不相同。有的是将机械量的变化变换为电动势、电荷的变化，有的是将机械振动量的变化变换为电阻、电感等参量的变化。因此，振动传感器的类型按机电变换原理可分为： 1)电动式 2)压电式 3)电涡流式 4)电感式 5)电容式
如何选用加速度传感器 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度计。 一、加速度传感器的原理及技术 线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到 F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。 多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量，并用相关电路转化成电压输出。每种技术都有各自的优势和问题。 压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快，加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。由于安全性越来越成为汽车制造商的卖点，这种附加系统也越来越多。压阻式加速度传感器在欧洲市场的速度最快，因为欧洲是许多安全气囊和汽车生产企业的所在地。 压电技术主要在工业上用来防止机器故障，使用这种传感器可以检测机器潜在的故障以达到自保护，及避免对工人产生意外伤害，这种传感器具有用户（尤其是质量行业的用户）所追求的可重复性、稳定性和自生性。但是在许多新的应用领域，很多用户尚无使用这类传感器的意识，销售商冒险进入这种尚待开发的市场会麻烦多多，因为终端用户对
测试传感器打开点火开关，不运转发动机，慢慢地让节气门从关到全开，并重新返回至节气门，气门全关，反复这个过程几次。慢慢地做，波形像例子中的显示在显示屏上是较好的。波形结果如是传感器是坏的话，翻阅制造商规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1伏到油门全开的的低于5伏，波形上不应有任何断裂，对地尖峰或大跌落。特别应注意达到的2.8伏处的波形；这是传感器的炭膜容易损坏或断裂的部分。在传感器中磨损或断裂的炭膜不能向电脑提供正确的油门位置信息。所以电脑不能为发动机计算正确的混合气命令，引起驾驶性能问题。 ，
进气温度传感器通常用于检测进气管中的空气温度，当用示波器或万用表测试时，从表中读出的是传感器热敏电阻两端电压降，进气温度低时，传感器电阻值及电压降就高，进气温度高时传感器的电阻值和电压降就低。试验方法：除非发现的故障依赖于温度，否则应在发动机完全冷的情况下开始测试工作，用这种方法，可以更好地从怀疑有故障的温度段开始测试。起动发动机加速至2500rpm，稳住转速看示波器屏幕上波形从左端开始直到右端结束，示波器上时间轴每格5秒钟，总共一次记录传感器工作为50秒钟，将屏幕上的波形定住，停止测试。此时传感器已经通过从完全冷的发动机到全部的工作范围，测试进气温度传感器另一种方法是用喷射清洗剂或水喷雾器喷射传感器，这样会使传感器降温，当打开点火开关，发动机又转动的情况下，喷射传感器其波形电压会向上升。波形结果：按照制造厂的资料确定输出电压范围，通常传感器的电压应在3V-5V(完全冷车状态)之间，在运行温度范围内电压降大约在1V-2V左右，这个直流信号的关键是电压幅度，在各种不温度下传感器必须给出对应的输出电压信号。当IAT电路开路时将出现电压向上直到接地电压值的蜂尖；当IAT电路对地短路时将出现电压向下直到参考电压值为零。
加速度传感器的选择 传感器的种类选择 压电式传感器的敏感芯体材料和结构形式 压电式加速度传感器的信号输出形式 传感器灵敏度，量程和频率范围的选择 传感器的整体封装设计与电缆 外界环境对测量传感器的影响 工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2 (m/s2)，或重力加速度(g)。 描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。 最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。 ?传感器的种类选择 ·压电式- 原理和特点 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。