您知道您需要加速度計，但如何為(wei) 您的應用選擇正確的類型？ 如果您不太了解加速度計的不同類型以及它們(men) 對結果的影響，那麽(me) 您並不孤單。 與(yu) 我交談過的大多數工程師都驚訝地發現，加速度計的選擇是如此重要；有些人甚至從(cong) 一開始就不知道有不同類型的加速度計！
主要有三種傳(chuan) 感技術或類型（電容式 MEMS、壓阻式和壓電式）。 但在開始考慮哪種類型的加速度計最合適之前，首先要明確您要測量的是什麽(me) 。
因此，讓我們(men) 首先簡要討論加速度計的不同測量應用，然後對不同類型的加速度計進行細分，以便為(wei) 您的應用選擇合適的加速度計。 我將在文章末尾用一個(ge) 表格和一些有用的鏈接進行總結，以盡可能簡短有效。
加速度計測量的是加速度水平（顧名思義(yi) ！）；但使用加速度計的應用多種多樣。 為(wei) 簡單起見，我將所有不同的應用歸納為(wei) 三大類：
運動是指位置或速度的 “緩慢 ”變化。 一些例子包括人體(ti) 運動、方向跟蹤、波浪和持續加速度（如火箭起飛）。
振動是指圍繞平衡位置的擺動運動。 一些例子包括電機、渦輪機或軸承監測、健康監測和共振檢測。
衝(chong) 擊是指加速度的突然變化，通常會(hui) 激發結構的共振。 一些例子包括跌落測試、汽車碰撞測試和阻尼器/減震器測試。
在討論不同類型的加速度計之前，有必要先定義(yi) 直流和交流響應。
直流響應加速度計意味著它可以測量低至零赫茲(zi) 的加速度，這是測量重力矢量和其他持續加速度所必需的。 這也是衝(chong) 擊應用所需的，因為(wei) 您需要將加速度數據整合為(wei) 速度或位移數據。 沒有直流響應的加速度計會(hui) 有內(nei) 在的衰減函數，這將導致數值積分過程中的顯著誤差，尤其是在長時間事件中。
交流響應加速度計意味著它們(men) 是交流耦合的，因此無法測量重力和持續加速度等靜態加速度。 它們(men) 通常也無法測量慢速振動（低於(yu) 幾赫茲(zi) ）；但也有靈敏度低至 0.1 赫茲(zi) 的高靈敏度加速度計。 交流響應加速度計頻率響應寬、信噪比高，是所有振動測試的首選。
下麵就讓我們(men) 來解釋一下這三種主要類型！
微機電係統（MEMS）是一種可用於(yu) 製造加速度計的製造技術。 當人們(men) 提到 MEMS 加速計時，他們(men) 可能指的是電容式加速計，盡管這種技術也可用於(yu) 壓阻式加速計。 電容式 MEMS 加速度計的工作原理是地震塊在加速度作用下的電容變化。
MEMS 製造技術為(wei) 加速度計帶來了更低的製造成本和更小的尺寸（顧名思義(yi) ！）。 這使得它們(men) 在我們(men) 的日常生活（iphoness、Wii 等）中更加普遍。 由於(yu) 成本低、體(ti) 積小，電容式 MEMS 加速計通常采用表麵貼裝器件 (SMD)，可直接安裝到印刷電路板 (PCB)。 幾乎所有移動設備都裝有 MEMS 加速計，許多其他電子設備也裝有加速計，用於(yu) 運動跟蹤，甚至磁盤驅動器保護（用於(yu) 檢測掉落）。
電容式 MEMS 加速計是直流耦合的，因此最適合測量低頻振動、運動和穩態加速度；但它們(men) 的信噪比較差，帶寬有限，而且大多僅(jin) 限於(yu) 較小的加速度級別（小於(yu) 200g）。 電容式 MEMS 加速度計的成本非常低，而且很容易集成到電氣係統中，因此很受歡迎。
壓阻是直流響應加速度計的另一種常用傳(chuan) 感技術。壓阻加速度計在應變片中產(chan) 生電阻變化，應變片是加速度計地震係統的一部分。 壓阻加速度計的帶寬非常寬，因此可用於(yu) 測量短時（高頻）衝(chong) 擊事件，如碰撞測試。 壓阻加速度計可以采用氣體(ti) 或液體(ti) 阻尼，這不僅(jin) 可以保護加速度計，還可以防止加速度計達到其內(nei) 部共振頻率，從(cong) 而進一步拓寬動態範圍。
壓阻加速度計的測量頻率低至零赫茲(zi) ，因此也可用於(yu) 精確計算速度或位移信息。 壓阻加速度計的靈敏度通常很低，因此對精確的振動測試作用不大。 壓阻加速度計對溫度變化也很敏感，因此需要進行溫度補償(chang) ，但現在許多壓阻加速度計都在內(nei) 部進行了溫度補償(chang) 。 壓阻加速度計比電容式 MEMS 加速度計昂貴得多，因此一般不用於(yu) 較低頻率和振幅測試。 迄今為(wei) 止，壓阻加速度計是脈衝(chong) /撞擊測量的最佳類型，其頻率範圍和振幅通常都很高；例如汽車碰撞測試和武器測試。
壓電加速度計通常使用鋯鈦酸鉛（PZT）傳(chuan) 感元件，在加速度作用下產(chan) 生成比例的電荷或輸出。 壓電加速度計是測試和測量應用中使用最廣泛的加速度計；由於(yu) 其頻率響應寬、靈敏度高且易於(yu) 安裝，因此是大多數振動測量的首選。 此外，壓電加速度計還非常受歡迎，有多種不同的靈敏度、重量、尺寸和形狀可供選擇。 壓電加速度計的噪音水平非常低，應考慮用於(yu) 所有類型的衝(chong) 擊和振動測試。 唯一的例外是需要速度和位移數據的應用，因為(wei) 它們(men) 是交流耦合的。 它們(men) 也不能測量靜態加速度，通常也不能測量低於(yu) 幾赫茲(zi) 的振動。 壓電加速度計需要一個(ge) 電荷放大器，當加速度計的加速度超出其測量範圍時，電荷放大器就會(hui) 飽和；因此，選擇一個(ge) 測量範圍略大於(yu) 預期加速度的加速度計非常重要。
電荷模式壓電加速度計可以說是最耐用的傳(chuan) 感器類型，因為(wei) 它能夠承受惡劣的環境條件，包括極端溫度（-200°C 至 +400°C），有些甚至可以在核環境中工作。 由於(yu) 電荷模式壓電加速度計具有高阻抗，因此需要使用特殊的布線來屏蔽噪音。 此外，您還需要一個(ge) 電荷放大器，因此使用這些加速度計時，係統通常會(hui) 更加複雜和昂貴。
電壓模式內(nei) 部電子壓電（IEPE）加速度計已成為(wei) 最常用的加速度計類型。 IEPE 加速計基本上是電荷模式壓電加速計，加速計內(nei) 置電荷放大器。 因此，IEPE 加速計無需特殊布線，非常容易與(yu) 係統集成。 它們(men) 需要一個(ge) 恒定的直流電源，但現在許多數據采集係統都配備了這種電源。 與(yu) 充電模式加速度計相比，IEPE 加速度計中包含的微電子電路限製了其耐受惡劣環境的能力。IEPE 加速計的溫度範圍通常至少為(wei) -40°C 至 +125°C，這對於(yu) 大多數應用來說已經足夠了。
下表總結了哪些類型的加速度計適用於(yu) 一些常規測試應用。 我再三強調，如果您計劃執行衝(chong) 擊測試，並希望整合加速度數據以獲得速度或位移，則必須使用電容式 MEMS 或壓阻加速度計。 壓電加速度計是振動測試的首選；但低頻應用需要使用特殊的高靈敏度加速度計。
| 應用 | 壓電式 | 電容式 MEMS | 壓阻式 |
靜態加速度 ，(0 Hz，1 g） ，重力，傳(chuan) 感器方向 | √ | √ | |
重力，(0 Hz，<25 g），火箭、離心力、飛機 | √ | √ | |
地震，(<1Hz，<1 g），地震、波浪、橋梁 | √ | ||
低頻振動，(<5Hz，<25 g），人體(ti) 運動、機器人 | √ | √ | √ |
一般振動，(5 Hz至 500 Hz，<25 g），電機、汽車懸架 | √ | √ | |
高頻振動，(>500 Hz, <25 g)，齒輪噪聲分析、渦輪機監測 | √ | ||
一般衝(chong) 擊，(<100 Hz, <200 g)，一般測試、減震器測試 | √ | √ | √ |
高衝(chong) 擊衝(chong) 擊，(<250 Hz, >200 g)，跌落測試 | √ | √ | |
極端衝(chong) 擊，(>1,000 Hz, >2,000 g)，車輛碰撞測試，金屬對金屬 | √ | √ |
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