压阻式加速度传感器简介.doc

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1、压阻式加速度传感器简介文章来源：易择传感资讯网-专业的传感器行业综合信息平台结构与原理压阻式加速度传感器的结构原理如下图所示，一质量块固定在悬臂梁的一端，而悬臂梁的另一端固定在传感器基座上，悬臂梁的上下两个面都贴有应变片并组成惠斯通电桥，质量块和悬臂梁的周围填充硅油等阻尼液，用以产生必要的阻尼力。质量块的两边是限位块，它们的作用是保护传感器在过载时不致损坏。被测物的运动导致与其固连的传感器基座的运动，基座又通过悬臂梁将此运动传递给质量块。由于悬臂梁的刚度很大，所以质量块也会以同样的加速度运动，其产生的惯性力正比于加速度大小。而此惯性力作用

2、在悬臂梁的端部使之发生形变，从而引起其上的应变片电阻值变化。在恒定电源的激励下，由应变片组成的电桥在就会产生与加速度成比例的电压输出信号。MEMS压阻式加速度传感器随着微机电技术的发展，如今大多数压阻式加速度传感器都是采用的MEMS结构，即整个传感器的核心部件（质量块、悬臂梁和支架）都是由一个单晶硅蚀刻而成，直接在硅悬臂梁的根部扩散出电阻并形成惠斯通电桥。MEMS压阻式加速度传感器与上文介绍的应变片式加速度传感器相比，除了体积小、坚固性好之外，还有灵敏度高的优点。这主要是因为两者电阻变化的原理不同：应变片中的金属丝或金属箔在受力时其形状发

3、生了变化，所以引起了电阻值小幅的改变；而硅材料在受力时，除了其形状发生变化外，更重要的是其材料特性发生了大的变化，所以引起了电阻值大幅的改变。一个典型的金属丝或箔式应变计的应变系数大约是2.5，而硅材料的应变系数可达100。另外，采用MEMS的加工技术，可以在同一硅片上制造出悬臂梁阵列（见下图），这就进一步提高了传感器的灵敏度、可靠性等。特点与应用压阻式加速度传感器的输出阻抗低，输出电平高，内在噪声低，对电磁和静电干扰的敏感度低，所以易于进行信号调理。它对底座应变和热瞬变不敏感，在承受大冲击加速度作用时零漂很小。压阻式加速度传感器的一个最

4、大优点就是工作频带很宽，并且频率响应可以低到零频（直流响应），因此可以用于低频振动的测量和持续时间长的冲击测量，如军工冲击波试验。压阻式加速度传感器的灵敏度通常比较低，因此非常适合冲击测量，广泛用于汽车碰撞测试、运输过程中振动和冲击的测量、颤振研究等。