解析加速度传感器使用及干扰

摘要：  压电式加速度传感器又称压电加速度传感器。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度传感器受振时，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传感器的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

关键字：  传感器，  数码相机，  仪器仪表

压电式加速度传感器又称压电加速度传感器。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度传感器受振时，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传感器的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

由于压电式加速度传感器的输出电信号是微弱的电荷，而且传感器本身有很大内阻，故输出能量甚微，这给后接电路带来一定困难。为此，通常把传感器信号先输到高输入阻抗的前置放大器。经过阻抗变换以后，方可用于一般的放大、检测电路将信号输给指示仪表或记录器。

压电晶体加速度传感器的横向灵敏度表示它对横向(垂直于加速度传感器轴线)振动的敏感程度，横向灵敏度常以主灵敏度(即加速度传感器的电压灵敏度或电荷灵敏度)的百分比表示。一般在壳体上用小红点标出最小横向灵敏度方向，一个优良的加速度传感器的横向灵敏度应小于主灵敏度的3%。因此，压电式加速度传感器在测试时具有明显的方向性。

我们平时在使用传感器时，最需要的就是它的精准测量了，但是有时候加速度传感器在出厂的时候明明好好的，但一到现场就出现一些问题，比如没有信号输出或者产生无序信号的情况，而加速度传感器没有问题，这时候很可能我们周围产生了感应干扰，影响加速度传感器输出的外界感应干扰我们可以分为以下几种：

静电感应干扰：静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，有时候也被称为电容性耦合。

电磁感应干扰：当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。这种情况在加速度传感器使用的时候经常遇到，尤为注意。

漏电流感应干扰：由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是加速度传感器的应用环境湿度增大，导致绝缘体的绝缘电阻下降，这时漏电电流会增加，由此引发干扰。尤其当漏电流流入到测量电路的输入级时，其影响就特别严重。

射频干扰干扰：主要是大型动力设备的启动、操作停止时产生的干扰以及高次谐波干扰。

其他干扰：主要指的是系统工作环境差，还容易受到机械干扰、热干扰和化学干扰等等。

遇到这些干扰的情况时就要注意了，它们产生的途径有两种，一是由电路感应产生干扰，还有是由外围设备和通信线路的感应引入的干扰，我们要解决问题就需找到来源，再进行检查处理，尽可能的远离干扰源。

目前最新IBMThinkpad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。

加速度传感器材料很重要，VTI加速度传感器采用单晶硅，没有塑性变形和迟滞现象，它要么被成功制作要么被完全破坏。悬臂式的双电容传感元件设有超负荷保护，它能够测量两个方向的加速度。

加速度传感器的核心部分是微机械式的对称电容，它由三片相互被薄玻璃膜隔离的单晶硅硅片组成，单晶硅的表面镀有金属膜。中间硅片是悬臂多射线式结构，在它上面是大的质量块，质量块的上下表面同样镀有金属膜，它和上下层的硅片的金属膜组成两个电容，电容值和单晶硅良好的弹性系数能得到最佳测量结果，这正是在低g值量程内取得很好测量结果的原因。作用在硅片上的重力或加速的力量使单晶硅电射束振荡弯曲，这种偏差能被两金属膜为电极的电容之间的距离变化而测量出来。微机械片能使相对大的电容和电容变化容易地被检测出来。

双电容结构和它的对称性同时改进了加速度计零点的稳定性，发生在它们之中一个电容中的任何变化会引起对面电容中的相似变化而得到补偿。另外对称性能导致交叉轴误差较大。在VTI加速度传感器的装配中对称性是由角度的准确度而确定的。不同的量程是由调节弦片的厚度来实现的。传感器元件的湿度由密封洞穴中的压力所决定的，此密封洞穴是由中间硅片，弦片和外层硅片构成。可以通过调整传感器元件来满足不同用途的需要，密封性是通过阳极与硅片牢固粘合而达到的。这样也省去了额外包装的需要，提高了加速度计质量的可靠性。