加速計是一個慣性傳感器，可以測量重力引起的線性加速度。它可以廣泛應(yīng)用于振動檢測、姿態(tài)控制、安全報警、消費類應(yīng)用、運動識別和狀態(tài)記錄。

有許多類型的加速度傳感器，例如壓阻式加速度傳感器、柔性加速度傳感器、水磁懸浮加速度計，石英電容式加速度計、MEMS加速度計等等。

加速度傳感器分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。一般開環(huán)傳感器技術(shù)指標(biāo)較低，閉環(huán)傳感器。技術(shù)指標(biāo)比較高。

因此，僅考慮技術(shù)指標(biāo)，我們計劃使用閉環(huán)傳感器。下面分析和比較液體磁懸浮加速度計、石英電容式加速度計和MEMS加速度計的性能優(yōu)缺點。

1.液體磁懸浮加速度計

液體磁懸浮加速度計是早期MWD儀器中廣泛使用的加速度計。它是基于三維磁懸浮定心控制的液浮擺式加速度計的擺式加速度計。磁懸浮定心進一步減小了作用在浮擺組件上的干擾力矩，使輸出軸具有非常穩(wěn)定的方向，減少了各種隨機干擾力矩。其主要優(yōu)點是抗振動、抗沖擊、耐高溫性能好；缺點是達到正常工作需要很長時間，溫度特性差。它適用于各種高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、平臺羅盤和衛(wèi)星、航天器飛行控制系統(tǒng)。

2.石英電容式加速度計

石英電容式加速度計是為導(dǎo)航開發(fā)的加速度敏感設(shè)備。該儀器利用石英晶體本身的壓電特性激勵剛性梁作為諧振元件。石英晶體材料具有良好的機械穩(wěn)定性，并且消除了金屬諧振器中常見的蠕變現(xiàn)象。其優(yōu)點是精度高，穩(wěn)定性好，耐高溫，溫度特性好；但航天型抗沖擊能力差，因為民用加速度加了限位銷后，其抗振動和抗沖擊能力大大提高，現(xiàn)在也是隨鉆儀器摘用的加速度計。

3.MEMS加速度計

MEMS加速度計是近年來發(fā)展起來的一種新型加速度計。它使用振動梁作為加速度傳感器。振動梁由硅或石英晶體材料制成，并通過靜電或壓電作用以共振頻率振動。雙端梁以振動驅(qū)動模式振動。當(dāng)加速度形成的慣性力加到梁上時，輸入的加速度會引起振動梁張力的變化，從而使振動梁的諧振頻率發(fā)生變化，一個振動梁的諧振頻率增大，另一個振動梁的諧振頻率減小，通過信號處理，其差頻對應(yīng)于輸入加速度的大小。由于結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝的因素，它最突出的特點是體積小、抗振動、抗沖擊、耐高溫。缺點是溫度特性差。

MEMS加速度計可廣泛應(yīng)用于振動檢測、姿態(tài)控制、安全報警、消費電子、運動識別和狀態(tài)記錄等領(lǐng)域。MEMS加速度計與MEMS陀螺儀和磁力計來創(chuàng)造MEMS慣性測量單元(慣性測量單元)

審核編輯 黃宇