總的來說有兩類加速度傳感器：交流響應加速度傳感器直流響應加速度傳感器。

　　

作zuo為wei交jiao流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi
，正zheng如ru它ta的de名ming稱cheng，它ta的de輸shu出chu是shi交jiao流liu耦ou合he的de。此ci類lei傳chuan感gan器qi不bu能neng用yong來lai測ce試shi靜jing態tai的de加jia速su度du，比bi如ru重zhong力li加jia速su度du和he離li心xin加jia速su度du。他ta們men僅jin適shi合he測ce量liang動dong態tai事shi件jian。而er直zhi流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi，具ju有you直zhi流liu耦ou合he輸shu出chu，能neng夠gou響xiang應ying低di至zhi0赫he茲zi的de加jia速su度du信xin號hao。因yin此ci直zhi流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi適shi合he同tong時shi測ce試shi靜jing態tai和he動dong態tai的de加jia速su度du。並bing不bu是shi隻zhi有you需xu要yao測ce試shi靜jing態tai加jia速su度du時shi才cai選xuan擇ze直zhi流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi。

　　

　　

xuduoduiyuzhendongdeyanjiuxuyaohuoqujiasudu，suduheweiyidexinxi，zhexieshigongchengshimenshejiheyanzhengjiegoushisuoxuyaodezhongyaoxinxi。yibanshuolai，jiasudutigonglehenhaodecankao，ersuduheweiyiqueshijisuanshisuoxudebianliang。weilecongjiasudujisuanchusuduheweiyi，congchuanganqishuchudejiasuduxinhaohuitongguoshuzihuomonidexingshifenbiezuoyiciheercijifen。zhejiukenengdaozhilejiaoliuouhedechuanganqihuichanshengwenti。weileyanshizhegewenti，shexiangcaiyongjiaoliuchuanganqiceliangyigekuanmaichongbanzhengxianboxinhao。youyuguyoudejiaoliuRC時shi間jian常chang數shu的de限xian製zhi
，傳chuan感gan器qi的de輸shu出chu不bu能neng很hen好hao跟gen輸shu入ru脈mai衝chong吻wen合he。同tong樣yang的de原yuan因yin，在zai脈mai衝chong的de結jie束shu點dian，傳chuan感gan器qi輸shu出chu將jiang產chan生sheng一yi個ge負fu向xiang零ling點dian偏pian移yi。下xia圖tu展zhan示shi了le傳chuan感gan器qi的de輸shu出chu（紅色的曲線）和寬脈衝半正弦加速度輸入（藍色曲線）的關係。

　　

這個看似微小的幅度上的差異在積分之後將產生重大的誤差1。直zhi流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi卻que沒mei有you這zhe樣yang的de問wen題ti
，因yin為wei其qi輸shu出chu能neng夠gou準zhun確que的de跟gen隨sui緩huan慢man變bian化hua的de輸shu入ru。在zai實shi際ji的de日ri常chang應ying用yong中zhong，輸shu入ru信xin號hao可ke能neng不bu是shi單dan純chun的de半ban正zheng弦xian脈mai衝chong，但dan是shi用yong交jiao流liu耦ou合he的de傳chuan感gan器qi測ce試shi任ren何he緩huan慢man變bian化hua的de信xin號hao時shi這zhe樣yang的de問wen題ti始shi終zhong會hui存cun在zai。

　　

現在我們看看各種常用的加速度傳感器技術。

　　

　　

最常用的交流響應加速度傳感器是采用壓電元件作為其敏感單元的。當有加速度輸入時CONTROL ENGINEERING China版權所有，傳感器中的檢測質量塊“移動”使壓電元件產生正比於輸入加速度的電荷信號。從電學角看，壓電元件如同一個有源的電容器，其內阻在10x9歐姆級別。由內阻和電容決定了RC時shi間jian常chang數shu，這zhe也ye決jue定ding了le傳chuan感gan器qi的de高gao頻pin通tong過guo特te性xing。由you於yu這zhe個ge原yuan因yin，壓ya電dian加jia速su度du傳chuan感gan器qi不bu能neng用yong於yu測ce量liang靜jing態tai事shi件jian。壓ya電dian元yuan件jian可ke來lai自zi於yu自zi然ran界jie或huo人ren造zao。它ta們men有you不bu同tong的de信xin號hao轉zhuan換huan效xiao率lv和he線xian性xing。市shi場chang上shang有you兩liang類lei壓ya電dian加jia速su度du傳chuan感gan器qi－電荷輸出型
，電壓輸出型。

　　

　　

主要的壓電加速度傳感器采用鋯鈦酸鹽陶瓷，具有很寬的工作溫度範圍

，寬的動態量程
，寬的頻率範圍（可用頻率>10kHz）。dianheshuchuxingjiasuduchuanganqibayadiantaocifengzhuangzaijuyouqimixingdejinshuwaikezhong。youyujuyoudikangyankuhuanjingdenengli，qijuyoufeichanghaodenaijiuxing。youyuqijuyouhengaodezukang，gaichuanganqixuyaopeihedianhefangdaqihedizaoshengpingbidianlanshiyong，zuihaoshitongzhoudianlan。dizaoshengdianlanshizhiqijuyoudidemocadianzaosheng2，這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)運(yun)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)來(lai)自(zi)電(dian)纜(lan)本(ben)身(shen)的(de)噪(zao)聲(sheng)。很(hen)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)廠(chang)家(jia)同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)這(zhe)種(zhong)低(di)噪(zao)聲(sheng)電(dian)纜(lan)。電(dian)荷(he)放(fang)大(da)器(qi)和(he)電(dian)荷(he)輸(shu)出(chu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)接(jie)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)電(dian)纜(lan)電(dian)容(rong)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)容(rong)並(bing)聯(lian)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang)。配(pei)合(he)先(xian)進(jin)的(de)電(dian)荷(he)放(fang)大(da)器(qi)
，電(dian)荷(he)輸(shu)出(chu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)很(hen)容(rong)易(yi)實(shi)現(xian)寬(kuan)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)（>120dB）。由於壓電陶瓷的工作溫度範圍很寬
，有些傳感器可以用於-200°C到+400°C，甚至更寬溫度的環境。它們特別適合極限溫度下的振動測試
，如渦輪引擎的監測。

　　

　　

另一種壓電加速度傳感器輸出電壓信號而不是電荷信號。這種傳感器的內部包含了電荷放大器。電壓模式的傳感器有3線式（信號，地
，電源）和2線式（信號/電源，地）。2線式又被稱為集成電路式壓電傳感器（IEPE）。由於可以方便的采用同軸線（2線，芯線和屏蔽線）連接，IEPE非(fei)常(chang)流(liu)行(xing)。該(gai)模(mo)式(shi)下(xia)

，交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao)疊(die)加(jia)在(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)上(shang)。在(zai)輸(shu)出(chu)端(duan)串(chuan)聯(lian)一(yi)個(ge)耦(ou)合(he)電(dian)容(rong)能(neng)夠(gou)去(qu)掉(diao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)，從(cong)而(er)僅(jin)獲(huo)得(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)。許(xu)多(duo)現(xian)代(dai)儀(yi)器(qi)提(ti)供(gong)IEPE/ICP3輸入接口，從而可以和IEPE傳感器直接連接。如果IEPE供電接口不可用，需要一個帶有恒流源的信號放大器和IEPE傳感器一期使用。3線式傳感器則需要一根單獨的直流電源線供電。

　　

與yu電dian荷he輸shu出chu型xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi不bu同tong的de是shi，除chu了le壓ya電dian陶tao瓷ci元yuan件jian，電dian壓ya輸shu出chu型xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi包bao含han一yi個ge微wei型xing電dian路lu，電dian路lu的de工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei限xian製zhi了le傳chuan感gan器qi的de整zheng體ti工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei，通tong常chang不bu超chao過guo125°C。也有一些設計提高到了175°C
，但其在其它性能方麵會有所下降。

　　

可用動態範圍－由(you)於(yu)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)元(yuan)件(jian)具(ju)有(you)極(ji)寬(kuan)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)，電(dian)荷(he)輸(shu)出(chu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)量(liang)程(cheng)定(ding)義(yi)上(shang)顯(xian)得(de)十(shi)分(fen)靈(ling)活(huo)，因(yin)為(wei)其(qi)滿(man)量(liang)程(cheng)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)的(de)電(dian)荷(he)放(fang)大(da)器(qi)由(you)用(yong)戶(hu)自(zi)由(you)調(tiao)節(jie)。而(er)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)既(ji)定(ding)的(de)滿(man)量(liang)程(cheng)，其(qi)決(jue)定(ding)於(yu)內(nei)部(bu)的(de)電(dian)荷(he)放(fang)大(da)器(qi)
，一(yi)旦(dan)由(you)工(gong)廠(chang)生(sheng)產(chan)出(chu)來(lai)，將(jiang)不(bu)再(zai)能(neng)改(gai)變(bian)。

　　

壓電加速度傳感器可以製成很小的封裝，因此適合做輕結構的動態測試。

 

　　

兩種技術經常被用來製作直流響應加速度傳感器：電容型壓阻型

　　

電容型

　　

電容型（隨加速度變化，由檢測質量塊引起電容變化）加jia速su度du傳chuan感gan器qi在zai當dang今jin是shi最zui通tong用yong的de。在zai某mou些xie領ling域yu無wu可ke替ti代dai，如ru安an全quan氣qi囊nang，手shou機ji移yi動dong設she備bei等deng。高gao的de產chan量liang使shi得de該gai類lei傳chuan感gan器qi成cheng本ben低di廉lian。但dan是shi這zhe種zhong低di成cheng本ben的de傳chuan感gan器qi受shou製zhi於yu較jiao低di的de信xin噪zao比bi，有you限xian的de動dong態tai範fan圍wei。所suo有you的de電dian容rong型xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi都dou具ju有you內nei部bu時shi鍾zhong，該gai時shi鍾zhong(~500kHz)是shi檢jian測ce電dian路lu必bi不bu可ke少shao的de部bu分fen
，由you於yu泄xie漏lou經jing常chang會hui對dui輸shu出chu信xin號hao產chan生sheng幹gan擾rao。這zhe種zhong噪zao聲sheng的de頻pin率lv遠yuan高gao於yu測ce量liang信xin號hao的de頻pin率lv

，一yi般ban不bu會hui對dui測ce量liang結jie果guo造zao成cheng影ying響xiang，但dan是shi它ta始shi終zhong和he測ce試shi信xin號hao疊die加jia在zai一yi起qi。由you於yu內nei置zhi了le放fang大da器qi芯xin片pian，其qi一yi般ban具ju有you3線（或4線差分輸出）接口。隻要有直流供電便能工作。

　　

電容型加速度傳感器的工作帶寬一般限製在幾百Hz，部分原因是其具有大的內部結構和重的空氣阻尼。電容型加速度傳感器適合測量低量程的加速度，其上限一般在100g以內。除了這些限製，現代的電容型加速度傳感器，特別是儀用級別的器件，具有很好的線性和高的穩定性。

　　

電(dian)容(rong)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)常(chang)適(shi)合(he)板(ban)載(zai)測(ce)試(shi)，成(cheng)本(ben)低(di)是(shi)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)。對(dui)於(yu)低(di)頻(pin)運(yun)動(dong)測(ce)試(shi)

，加(jia)速(su)度(du)一(yi)般(ban)也(ye)低(di)
，它(ta)們(men)是(shi)一(yi)個(ge)理(li)想(xiang)的(de)選(xuan)擇(ze)。例(li)如(ru)土(tu)木(mu)工(gong)程(cheng)中(zhong)的(de)振(zhen)動(dong)測(ce)試(shi)。

　　

壓阻型

　　

yazuxingjiasuduchuanganqishilingyizhongguangfanyingyongdezhiliuxiangyingjiasuduchuanganqi。butongyudianrongxingjiasuduchuanganqitongguodianrongdebianhuaceliangjiasudu
，yazuxingjiasuduchuanganqitongguoyingbiandianzuzhidebianhuashuchujiasuduxinhao，yingbiandianzushichuanganqiguanxingganyingxitongdeyibufen。henduogongchengshishuxiyingbianpian，bingzhidaoruheceliangqishuchu。daduoshudeyazuxingchuanganqiduiwendubianhuamingan
，yinerxuyaoduiqishuchuxinhaozaichuanganqineibuhuowaibuzuowendubuchang。xiandaiyazuxingjiasuduchuanganqibaohanyigezhuanyongjichengdianluzuozaibanxinhaochuli
，yebaohanwendubuchang。

　　

壓阻型加速度傳感器的工作頻率可達5000Hz。許多壓阻型加速度傳感器要麼采用空氣阻尼（MEMS型），要麼采用液體阻尼（粘貼應變片型）。阻尼特性是選擇傳感器的一個重要因素。某些應用下，輸入的機械振動包含高頻成份（或激發高頻響應）
，帶阻尼的傳感器可以防止本身產生振鈴（諧振）
，從而保留或增大了可用動態範圍。由於壓阻型加速度傳感器的輸出是差分的純電阻信息，信噪比通常很好；其動態範圍僅受限於後接直流放大器的品質。對於高加速度衝擊測試，某些壓阻型加速度傳感器能夠測量到超出10000g的加速度。

　　

由於具有寬的頻率響應能力。壓阻型加速度傳感器適合做脈衝
、pengzhuangceshi，zaizhexieceshizhongpinlvhejiasudutongchangdouhengao。zuoweijuyouzhiliuxiangyingnenglidechuanganqi，tongguoqijiasudushuchu，shiyongzhekeyidedaowujifenwuchadesuduheweiyixinxi。yazuxingjiasuduchuanganqitongchangyingyongyuqicheanquanceshi，wuqiceshi，dizhenceshideng。

　　

　　

meizhongjiasuduchuanganqijishudouyouqiyouquedian。zaizuochuxuanzezhiqian
，mingquetamendequbieheceshixuqiushifeichangzhongyaode。shouxianyeshizuizhongyaodeshi，duiyuxuyaoceliangjingtaijiasuduhuodipinjiasudu（<1Hz）的de應ying用yong，或huo者zhe需xu要yao用yong加jia速su度du計ji算suan速su度du和he位wei移yi的de應ying用yong，需xu要yao選xuan擇ze具ju有you直zhi流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi。直zhi流liu和he交jiao流liu響xiang應ying的de加jia速su度du傳chuan感gan器qi都dou可ke以yi測ce量liang動dong態tai信xin號hao。當dang僅jin需xu要yao測ce量liang動dong態tai信xin號hao時shi
，使shi用yong者zhe可ke以yi各ge取qu所suo好hao。有you些xie使shi用yong者zhe不bu喜xi歡huan處chu理li直zhi流liu響xiang應ying加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de零ling點dian偏pian置zhi，而er更geng加jia喜xi歡huan交jiao流liu耦ou合he、單端輸出的壓電加速度傳感器。而另一些使用者不在乎處理零點偏置，習慣3線或4線接口，喜歡負載電阻自檢測試（shunt），和重力加速度自檢測試（2g翻轉）功能。他們會選擇直流響應加速度傳感器。

　　

總的來說：電荷輸出模式的壓電加速度傳感器是最耐久的一種設計，這主要由於它結構簡單，材料堅固可靠。對於高溫(>125°C)動dong態tai測ce試shi，電dian荷he輸shu出chu模mo式shi的de壓ya電dian加jia速su度du傳chuan感gan器qi是shi毫hao無wu疑yi問wen的de選xuan擇ze，也ye是shi唯wei一yi的de選xuan擇ze。對dui於yu電dian荷he輸shu出chu模mo式shi的de壓ya電dian加jia速su度du傳chuan感gan器qi
，配pei備bei低di噪zao聲sheng同tong軸zhou電dian纜lan和he電dian荷he放fang大da器qi（或在線電荷轉換器）是必須的。

　　

電壓輸出型壓電加速度傳感器是最常用於動態測試的。其具有小的尺寸
，寬的帶寬，內置電荷放大器使得其與現有儀器或數據采集器（具有IEPE/ICP接口）可以直接連接。電壓輸出型壓電加速度傳感器一般用於125°C以下的應用
，但是由於其輸出阻抗低，不需要使用低噪聲同軸電纜。

　　

電容型加速度傳感器通常設計成零界阻尼或過阻尼狀態

，適合做低頻測試。其低成本，SMD封裝的器件適合汽車、消費品等大批量的應用，這些應用對精度的要求往往不高。價格更昂貴的儀用級別的MEMS結構電容型加速度傳感器具有良好的零點穩定性和較低的噪聲。電容型加速度傳感器一般都具有低的輸出阻抗，2～5V的輸出擺幅，需要穩定的直流電壓供電。

　　

壓(ya)阻(zu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)種(zhong)類(lei)很(hen)多(duo)，具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)範(fan)圍(wei)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)。作(zuo)為(wei)具(ju)有(you)直(zhi)流(liu)響(xiang)應(ying)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)，它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)測(ce)試(shi)靜(jing)態(tai)加(jia)速(su)度(du)，進(jin)而(er)準(zhun)確(que)的(de)計(ji)算(suan)速(su)度(du)和(he)位(wei)移(yi)。壓(ya)阻(zu)型(xing)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)帶(dai)寬(kuan)足(zu)夠(gou)做(zuo)大(da)部(bu)分(fen)的(de)動(dong)態(tai)測(ce)試(shi)。它(ta)們(men)的(de)阻(zu)尼(ni)可(ke)以(yi)設(she)計(ji)成(cheng)不(bu)同(tong)值(zhi)（?=0.1～0.8），這使得它們適應不同的測試條件，包括衝擊測試。純壓阻型加速度傳感器（不包含信號調理電路）可以製作得很小很輕，具有中等輸出阻抗(<5000?)和100～200mV的滿量程輸出。而帶放大的壓阻型加速度傳感器（內置信號調理芯片）具有較低的輸出阻抗(<100?)和2～5V的滿量程輸出。