加速度传感器
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。
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详细介绍
1. 加速度计类型-电容MEMS，压电或压电电阻
加速度计主要有三种类型：电容式MEMS，压电式和压阻式。加速度计的数据表会或应该准确告诉您它是什么类型，因为为您的应用选择正确的加速度计类型可能会有所不同。通常，电容式MEMS加速度计最适合运动感测应用（请考虑相对慢/低频的人体运动）；压电最适合振动；压阻最好用于冲击测试。
2. 频率响应或带宽
带宽或频率响应是加速度计选择中最重要的参数。如果加速度计的带宽不包括您希望测量的运动，振动或冲击的频率，您将无法获得准确的结果。频率响应规范显示了整个频率范围内灵敏度的最大偏差。
通常将带宽指定为相对于参考频率灵敏度（通常为100 Hz）的公差带。可以以百分比和/或dB为单位指定公差带，典型的频段为±5％，± 10％， ±1 dB甚至±3 dB。大多数数据手册都会提供典型的频率响应曲线，以为用户提供帮助。下面以enDAQ传感器（以前为Slam Stick）的频率响应为例（摘自数据表）；它也方便地将分贝与百分比偏差进行比较。
带宽信息告诉用户加速度计是否可以测量慢速或静态加速度，并定义加速度计仍将保持精确的频率上限。如果带宽的较低范围未达到0 Hz（称为DC响应），则加速度计将无法像海洋环境中那样测量静态加速度，例如重力或缓慢振动（<2 Hz）。对于需要速度（通过积分加速度数据）或位移（两次积分）的应用，也需要直流响应加速度计。没有直流响应的加速度计将具有固有的衰减功能，这将在数值积分期间（尤其是在长时间事件中）导致重大误差。简单的谐波运动计算器以获取更多信息- 注意：enDAQ是Mide的一部分。
传感器的频率响应通常主要由传感器的机械共振在高频端控制。它们有时也是用于防止混叠的低通滤波的结果。
3. 敏感度
加速度计的灵敏度定义了传感器将机械能转换成电信号（输出）的速率；这将定义加速度计的加速度测量范围。灵敏度通常表示为mV / g（毫伏或每g）或pC / g（微微克每g），其中g是重力引力或9.81 m / s 2; 但是数字输出加速度计会将其指定为LSB / g（每g的最低有效位）。您想要的灵敏度取决于您想要测量的信号的电平。如果您对较小的振动感兴趣，则需要更高的灵敏度以提供更清晰的信号（更高的信噪比）。当试图为冲击事件测量更高的振幅时，您将需要更低的灵敏度。压阻式加速度计通常具有非常低的灵敏度（小于1 mV / g），并且需要一个额外的放大器。
4. 测量范围
顾名思义，该规范定义了加速度计可以测量的加速度幅度范围，与灵敏度成正比。请勿将其与定义加速度计在损坏前可以承受的加速度等级的冲击极限相混淆。我经常发现客户低估了他们要测量的振动/加速度的幅度。通常，最好只使用加速度计测量范围的较低20％，以确保有足够的余量来测量意外或意外的加速度。
5. 噪音
加速度计-宽带噪声噪声级别可以通过多种不同方式定义。一些加速度计会将残余噪声定义为宽带RMS值，通常以μV或μg为单位 。这是通过在没有任何机械激励的情况下取信号的均方根来计算的。低于宽带噪声水平的加速度将无法解决。 当使用5 kHz低通滤波器以20 kHz采样时，我在enDAQ传感器的±25g宽带噪声的右边添加了一张图像 。该数据表 指定了一个噪声电平小于0.01克RMS; 您会发现噪声水平通常在 ±0.01g范围内。
加速度计噪声FFT一些加速度计数据表提供了频谱噪声参数，该参数将指定为μV /√Hz或μg /√Hz。当此值乘以测量带宽的平方根时，此结果就是传感器的标称RMS加速度噪声。许多加速度计会在不同范围内指定此频谱噪声密度，因为噪声水平倾向于在较高的频率下降，如采样传感器记录的噪声水平的FFT（快速傅立叶变换）所示。此FFT是使用enDAQ Lab软件（以前称为Slam Stick Lab）生成的。
6. 决议
通常仅对数字输出加速度计或结合了模数转换器的系统给出加速度计的分辨率。分辨率通常会指定为位，然后可用于计算加速度单位的分辨率。例如，假设加速度计系统具有16位分辨率；这意味着它可以测量2 16（65,536）个加速度等级或等级。对于±100g的测量范围，这等于0.003g（200/65536）的分辨率，这是最小的可测量加速度水平。在宽带噪声图像中，数据是使用14位分辨率的±25 g加速度计生成的 （对于低于8.5 kHz的采样率，传感器的分辨率高达16位）。这也等于0.003g（50/214）; 您会看到这些数据点始终至少间隔0.003g。
7. 筛选
滤波可以集成在某些加速度计中，以改善信号质量。所有压电加速度计（串联的电阻和电容器）都内置有一个高通滤波器，从而使这些加速度计具有交流响应。低通滤波器在加速度计和加速度计系统中非常常见，以防止混叠，而混叠不能在软件中滤除。有许多不同的过滤器类型（一些常见的过滤器是Butterworth，Elliptical和Bessel），这些在我们的文章中针对振动测试的不同过滤器进行了详细说明。不过，对数字加速度计或加速度计系统进行一些滤波很重要，并且应避免使用没有滤波的产品。
8. 温度敏感性
温度灵敏度定义了加速度计的灵敏度如何随温度变化。加速度计是机械系统，因此温度会影响设备的机械性能，从而影响加速度计的灵敏度。温度灵敏度通常定义为每摄氏度的百分比偏移（％/°C）。对于具有高温度灵敏度的加速度计（倾向于压电和压阻），您将需要某种形式的温度补偿来相应地缩放输出，以抵消温度的影响。某些加速度计将包含此补偿。如果您要在温度变化和/或极端的环境中进行测试，则不能忽略温度敏感性。可能导致错误率超过50％。
9. 横向灵敏度
横向灵敏度定义了加速度计对与传感器的敏感轴成90度（或正交）的加速度的敏感度。此参数以百分比表示。理想情况下应为0％，但由于制造公差，横向灵敏度通常为5％或10％。
10. 三轴
三轴表示加速度计可以测量所有三个方向上的加速度。通常，您会更喜欢使用3轴加速度计来完全了解系统在3维空间中的响应。高端加速度计通常只是单轴，可能需要您购买和安装三个测试单元，这既昂贵又费时。