常用加速度传感器有哪几种分类
传感器分类
电阻式传感器：基本原理：是将被测的非电量转化成电阻值的变化，在通过转换电路变成电压或电流输出的一类传感器，通过测量电阻值变化达到测量非电量的目的。
应用：测量力、压力、位移、应变、加速度、温度等非电量参数，还适合动态测量。
应变式传感器：是一种具有较长应用历史的传感器，包括应变式加速度传感器，其工作原理：在应变梁的一段固定惯性质量块，梁的上下粘贴应变片，传感器内腔充满硅油，以产生必要的阻尼。
测量时，将传感器壳体与被测对象刚性连接。
当有加速度作用在壳体上时，由于梁的刚度很大，惯性质量块也以同样的加速度运动，产生的惯性力与加速度成正比。
惯性力的大小由梁上的应变片测出。
限位块使传感器过载时不被破坏。
应用：常用于低频振动测量中，被广泛应用于工程测量和科学实验中。
应变式传感器优点：其具有尺寸小、重度轻、结构简单、使用方便、响应速度快等。
这种传感器一般由弹性元件和电阻应变片构成，工作时利用金属弹性元件的电阻应变效应，将被测物变形转换成电阻变化。
压阻式传感器：包括压阻式加速度传感器，其工作原理：采用单晶硅作悬臂梁，在其近根部扩散四个电阻。
当梁的自由端的质量块收到加速度作用时，在梁上收到弯矩和应力，受电阻值发生变化。
电阻相对变化与加速度成正比。
有四个电阻组成的电桥将产生与加速度成正比例电压输出。
在设计时，恰当地选择传感器尺寸及阻尼系数，则可用来测量低频加速度与直线加速度。
压阻式传感器优点：灵敏系数大，分辨率高，频率响应高，体积小。
缺点：压阻式传感器多由半导体材料构成，由于半导体材料对温度很敏感，因此压阻式传感器的温度误差较大，必须要有温度补偿。
应用：主要用于测量压力、加速度和载荷等参数。
电感式传感器：利用线圈自感或互感的变化，实现测量的一种装置。
其核心部分是可变自感或可变互感，再将被测量转化成线圈自感或线圈互感的变化时，一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。
工作原理：把被测位移转换成线圈的自感或互感的变化，从而实现测量的一类传感器。
加速度传感器类型种类【大全】
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。
加速度传感器工作原理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。
加速度传感器按工作原理可分为压电式、压阻式和电容式。
1、压电式传感器：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。
1）按敏感芯体材料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。
2）按敏感芯体结构形式按敏感芯体结构形式分为压缩式、剪切式和弯曲变形梁式。
其它常用传感器
角位移型
εαr 2 C= 2δ
α
dC εr 2 传感器灵敏度 传感器灵敏度 S = = = 常数 dα 2δ
b)角位移型 b)角位移型
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其它常用传感器
电容传感器
c)介质变化型 c)介质变化型 大多用于测量电介质的厚度 a)、位移( b)、液位( (图a)、位移(图b)、液位(图 c) 根据极板介质的介电常数随 温度、湿度、 温度、湿度、容量改变而改变 来测量温度、湿度、容量( 来测量温度、湿度、容量(图d) 等 。
优点：应变灵敏度大;体积小; 优点：应变灵敏度大;体积小;能制成具有一定应变电阻的 元件. 元件. 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。
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其它常用传感器
应变计
电阻传感器
体型
薄膜型
扩散型
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其它常用传感器
电阻传感器
应变式电阻传感器的应用
立柱应力
桥梁应力 压力传感器
电感式传感器 自感型 可变磁阻型
涡流式
互感型
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其它常用传感器
电感传感器 1. 可变磁阻式 自感型 原理:电磁感应 可变磁阻式(自感型 原理: 自感型)
线圈
N Φ L= = I
铁芯
线圈匝数
I 为线圈中所通交流电的有效值。 为线圈中所通交流电的有效值。
I N Φ= = R M
衔铁
总磁阻
δ ∆δ
变磁阻式传感器
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其它常用传感器
电容传感器 2. 分类
a) 极距变化型
+ + +
C =
ε A δ
b)面积变化型:平面线位移型,角位移型, b)面积变化型:平面线位移型,角位移型, 柱面线位移型 面积变化型
传感器原理与应用复习范围
绪论一、传感器：将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等），按照一定的规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。
二、传感技术：是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术，是检测（传感）原理、材料科学、工艺加工等三要素的最佳结合。
三、传感器的组成：传感器一般有敏感元件、转换原件和测量电路三部分组成，有事还需要加辅助电源。
四、传感器分类：1.按输入量分类如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度、湿度等非电量时，则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、湿度传感器等。
2.按测量原理分类现有传感器的测量原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论。
如根据变电阻的原理，相应的有电位器式、应变式传感器；根据变磁阻的原理，相应的有电感式、差动变压器式、电涡流式传感器；根据半导体有关理论，则相应的有半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
3.按结构型和物性型分类所谓结构型传感器，主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化，将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测信号，这种传感器目前应用的最为普遍。
物性型传感器则是利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量，它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
五、传感器的发展趋向1.传感器的固态化，2、传感器的集成化和多功能化3.传感器的图像化4.传感器的智能化第1章传感器的一般特性§1-1 传感器的静态特性传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为静态特性。
传感器静态特性的主要指标有以下几点：一、线性度(非线性误差)在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程(F·S)输出值的百分比称为线性度。
二、灵敏度传感器的灵敏度指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。
线性传感器校准曲线的斜率就是静态灵敏度K。
四种微加速度计传感器异同ppt文档
3.基本工作原理及工作特点
5、隧道效应型微加速度计
➢优 点 ： ✓极 高 的 灵 敏 度 ✓易 检 测 ✓线 性 度 好 ✓温 漂 小 ✓抗 干 扰 能 力 强 ✓可 靠 性 高
➢缺 点 ： ✓隧 道 针 尖 制 作 比 较 复 杂 ✓工 艺 比 较 困 难 ， 成 品 率 低
3.基本工作原理及工作特点
2、电容式微加速度计
➢基 本 原 理 位移变化→电容变化
➢工 作 原 理 质量块由弹性微梁支撑连接在基体上, 检测电
容的一个极板一般配置在运动的质量块上, 一个 极板配置在固定的基体上。当有加速度作用时， 质量块发生位移，上下电容发生变化，可以得到 电容变化差值，进而得到加速度。
基本工作原理及工作特点
4、压电式微加速度计
➢压 电 效 应 ： 电介质在沿一定方向上受到外力而
变形时，其内部会产生极化现象，同 时在它的两个相对表面上出现正负相 反的电荷。
➢工 作 原 理 在弹性梁上覆盖一层压电材料膜，上电极和下电极分别分布在压
电材料膜的上表面和下表面上，当有外界加速度口作用于敏感质量 块时，弹性梁上会产生应力大小变化，由于压电效应作用，器件结 构的上电极和下电极间会产生电压，由此可通过测量电压（信号处 理电路）的变化来得知外界加速度的变化。
3.基本工作原理及工作特点
2、电容式微加速度计
➢优 点 ： ✓灵 敏 度 和 测 量 精 度 高 ✓稳 定 性 好 ✓温 度 漂 移 小 ✓功 耗 极 低 ✓过 载 保 护 能 力 较 强
➢缺 点 ： ✓读 出 电 路 复 杂 ✓易 受 寄 生 电 容 影 响 和 电 磁 干 扰
加速度传感器
加速度传感器传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件。
输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。
如果把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被测量并转换成相应输出量，对系统的质量起决定性作用。
自动化程度越高，系统对传感器要求越高。
在今天的信息时代里，信息产业包括信息采集、传输、处理三部分，即传感技术、通信技术、计算机技术。
现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展，而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。
显然传统传感器因功能、特性、体积、成本等已难以满足而逐渐被淘汰。
世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。
如今传感器新技术的发展，主要有以下几个方面：一．发现并利用新现象利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。
日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁性传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏度高，仅次于超导量子干涉器件。
它的制造工艺远比超导量子干涉器件简单。
可用于磁成像技术，有广泛推广价值。
利用抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用这一现象可制出免疫传感器。
用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内是否有这种抗原作检查。
如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，起到快速、准确作用。
美国加州大学已研制出这类传感器。
传感器的发展历程二．利用新材料传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器。
例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力传感器。
高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。
传感器分类及20种常见传感器
传感器分类及20种常见传感器目录1.常用传感器的分类 (1)1.1.按被测物理量分类 (1)1.2.按工作的物理基础分类 (2)2. 20种常见的传感器 (2)2. 1. 温度传感器(TemPeratUreSenSor)： (2)2. 2. 湿度传感器(HUmidity Sensor) ： (2)2. 3. 光敏传感器(Light Sensor)： (2)2. 4. 声音传感器(SoUnd Sensor) ： (3)2. 5. 压力传感器(PreSSUre Sensor)： (3)2. 6. 位移传感器(PoSition Sensor)： (3)2. 7.加速度传感器(ACCelerometer)： (3)2. 8. 磁感应传感器(MagnetiC Sensor) ： (4)2. 9. 接近传感器(ProXirnity Sensor) ： (4)2. 10. 电容传感器(CaPaCitiVe Sensor)： (4)2. 11. 气体传感器(GaSSenSor)： (5)2. 12. 颜色传感器(ColOrSenSor)： (6)2. 13. 生物传感器(BiOIogiCaISenSor)： (7)2. 14. 速度传感器(SPeedSenSor)： (8)2. 15. 重量传感器(WeightSenSor)： (9)2. 16. 红外传感器(InfraredSenSor)： (9)2. 17. 压敏传感器(PreSSUre-SenSitiVeSenSOr)： (10)2. 18.射频识别传感器(RFlD)： (11)2. 19. 光电传感器(PhotOdeteCtOr)： (13)2. 20.位角传感器(AngUIar Position Sensor)： (14)1.常用传感器的分类Ll.按被测物理量分类机械量：长度、厚度、位移、速度、加速度、转数、质量，重量、力、压力、力矩;声：声压、噪声;温度：温度、热量、比热;磁：磁通、磁场;光：亮度、色彩。
机器人复习
机器人技术及其应用课后习题答案1、机器人三定律对机器人做了哪些要求？第一，机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人类将受害而袖手旁观；第二，机器人必须绝对服从人类，除非这与第一原则矛盾；第三，机器人必须保护自身不受伤害，除非这与第一或第二原则相矛盾。
2、简述第一代、第二代、第三代机器人的主要特征与区别。
第一代机器人即可编程、示教再现工业机器人，已进入商品化、实用化。
第二代机器人装备有一定的传感装置，能获取作业环境、操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，能做出简单的推理，对动作进行反馈，通常称为低级智能机器人。
第三代机器人具有高度适应性的自治机器人。
它具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断决策，在作业环境中独立行动。
又称为高级智能机器人。
3、在使用过程中，在位置精度要求高、运动范围相对较大的工作场合，你认为选择什么形式的机器人较合适？对于要求占地面积小、活动范围大、运动灵活的工作场合，你认为选什么形式的机器人比较合适？前者选择：如果运动范围是球面覆盖则选择球坐标机器人，如果运动范围是圆周覆盖则选择圆柱坐标机器人，如果是单向运动范围大则应选择直角坐标型机器人；后者选择关节坐标机器人4、简述机器人常有哪几种驱动方式，各自优缺点是什么，驱动发展的趋势是什么？驱动方式：气力驱动、液力驱动、电力驱动。
各自优缺点如下：气力驱动：优点是空气来源方便，动作迅速，结构简单，造价低；缺点是空气具有可压缩性，致使工作速度的稳定性较差，因气源压力一般只有0.6MPa左右，故此类机器人通常应用于抓力要求较小的场合。
液力驱动：优点相比气力驱动机器人抓举力大，结构紧凑，传动平稳且动作灵活；缺点对密封的要求较高，不宜在高温或低温的场合工作，且制造精度要求高，成本大。
电力驱动：优点无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低、驱动效率高等优点发展趋势：新的工作原理制造新型驱动器，如静电驱动器、压电驱动器、形状记忆合金驱动器、人工肌肉及光驱动器等。
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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
了要注意在量程上保留足够的安全空间外，还要注意分析被测信号频率组成及传感器自身谐振频率。
传感器的高、低截止频率与误差直接相关，允许的误差范围越大其频率范围越宽。
一般来说，传感器高频响应取决于机械特性，而低频响应由传感器及其后继电路综合电参数决定，频率截止高的传感器必然是体积小重量轻，反之用于低频测量的一般都体积大重量重。
现场环境中对传感器影响较大的是温度，而ICP传感器由于受供电电压和偏置电压的制约，在非室温条件中，传感器偏置电压很可能会不断缓慢漂移造成信号忽大忽小，所以一般非室温环境下不推荐使用ICP型传感器。
（尤其注意ICP传感器使用中不要长时间手握，否则很容易造成此类现象）
4、加速度传感器使用过程中还要注意哪些问题
答：加速度传感器使用中最常见的问题出在测量点的选择和连接方式，选择测量点的原则是在不影响试验件安装的情况下尽量靠近试验件或者试验件上某个最关心的点，由于振动夹具千差万别，如果只是简单把传感器连接在振动台面上的话，可能会造成试验件上的量值超标。
连接方式上最佳方案是采用绝缘螺钉连接，有条件的话最好再涂上螺纹胶，以保证连接的牢固可靠；
其次采用胶粘式也比较可靠，但要注意传感器最好与夹具之间保持绝缘；此外还有吸铁方式连接，但是该方案用于量值高的环境时连接不可靠，而且吸铁的磁场会对传感器产生一定的影响，因此不推荐使用。