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基本說明

線性加速度傳感器（也稱為G力傳感器）是測量由運動，振動，碰撞等引起的加速度的設(shè)備。所有加速度傳感器均基于簡單的原理進(jìn)行操作，其中牛頓第二運動定律應(yīng)用于彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。質(zhì)量通過等效彈簧連接到加速度傳感器的基座。由于質(zhì)量和基部之間的力與質(zhì)量的加速度成比例，并且它們之間的相對距離與彈簧力成線性關(guān)系，因此可以通過測量質(zhì)量或質(zhì)量的相對位置來計算加速度。彈簧上的力隨時間變化。通常，最常見的加速度傳感器類型包括：壓電，壓阻，可變電容和可變磁阻。

彈簧質(zhì)量系統(tǒng)

壓電式

壓電加速度傳感器利用壓電效應(yīng)來測量質(zhì)量塊和傳感器基座之間的相對距離，然后以輸出電壓的形式表示加速度。石英晶體有時用作傳感元件。但是通常使用陶瓷壓電材料，例如鈦酸鋇，鋯鈦酸鉛（PZT）和偏鈮酸鉛。壓電加速度傳感器由于其緊湊的尺寸和較輕的重量而被廣泛使用，但是它們不能用于測量穩(wěn)態(tài)加速度。

壓阻式

在壓阻式加速度傳感器中，壓阻材料的位置應(yīng)使其通過改變其電阻的質(zhì)量位置而變形。這種類型的加速度傳感器通常具有較小的尺寸，較大的信號幅度和良好的線性度，但是它可能對溫度變化敏感。壓阻傳感器可用于測量穩(wěn)態(tài)和動態(tài)加速度。

可變電容

可變電容加速度傳感器利用由質(zhì)量的位移引起的電容變化來檢測其位置。此處通常使用的傳感元件是空氣阻尼的相對平板電容器。這些類型的加速度傳感器具有良好的靈敏度，線性輸出，良好的直流響應(yīng)，低功耗和低溫靈敏度。可變電容傳感器的一個缺點是它們?nèi)菀资艿诫姶鸥蓴_。

可變磁阻

可變磁阻加速度傳感器利用由磁性材料制成的質(zhì)量塊的位移引起的線圈電感的變化來檢測質(zhì)量塊的位置。

在大多數(shù)加速度傳感器中，彈簧不是盤簧，而是一種將質(zhì)量恢復(fù)到初始位置的東西。一些傳感器采用擺錘或隔膜代替彈簧。

伺服力平衡傳感器以閉環(huán)方式運行。這些傳感器監(jiān)視質(zhì)量和彈簧之間的力平衡，并使它們保持平衡狀態(tài)。這種機(jī)制使由彈簧的非線性引起的誤差最小化，但是增加了成本。

MEMS加速度傳感器：基于MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的加速度傳感器在汽車系統(tǒng)中越來越受歡迎。與其他技術(shù)相比，MEMS設(shè)備相對較小且堅固。它們是通過在硅晶片上蝕刻微小的機(jī)械結(jié)構(gòu)制成的，這些結(jié)構(gòu)很容易與系統(tǒng)電子器件集成在一起。

MEMS加速度傳感器結(jié)構(gòu)

在MEMS加速度傳感器中，敏感元件是差分電容器的梳狀結(jié)構(gòu)，該電容器并聯(lián)布置在由從硅襯底蝕刻的彈簧支撐的梁（形成地震質(zhì)量）上。差分電容器形成由高頻方波發(fā)生器驅(qū)動的電容性半橋。當(dāng)垂直于地震質(zhì)量施加加速度時，差分電容器不匹配，并且中心板上出現(xiàn)非零電壓。該信號被預(yù)放大，解調(diào)，放大并作為與施加的加速度成比例的電壓輸出。

加速度傳感器在汽車上的應(yīng)用：

碰撞檢測和安全氣囊展開：測量碰撞強度和發(fā)出信號以啟動安全氣囊展開。

電子穩(wěn)定程序和控制：測量沿各個軸的加速度（例如，向前，制動和轉(zhuǎn)彎加速度，以計??算相對運動并進(jìn)行調(diào)節(jié)）。

防抱死制動系統(tǒng)。

主動懸架系統(tǒng)：測量縱向和橫向加速度以及車輛側(cè)傾特性，以相應(yīng)地改變阻尼器特性。

坡道下降/保持控制：測量車輛的傾斜度和速度以調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

監(jiān)測噪音，振動和惡劣環(huán)境。

車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，用于確定車輛的位置，速度等