加速計(jì)是一個(gè)慣性傳感器，可以測(cè)量重力引起的線性加速度。它可以廣泛應(yīng)用于振動(dòng)檢測(cè)、姿態(tài)控制、安全報(bào)警、消費(fèi)類應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)識(shí)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(jì)，石英電容式加速度計(jì)、MEMS加速度計(jì)等等。

加速度傳感器分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種。一般開(kāi)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(jì)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(jì)、石英電容式加速度計(jì)和MEMS加速度計(jì)的性能優(yōu)缺點(diǎn)。

1.液體磁懸浮加速度計(jì)

液體磁懸浮加速度計(jì)是早期MWD儀器中廣泛使用的加速度計(jì)。它是基于三維磁懸浮定心控制的液浮擺式加速度計(jì)的擺式加速度計(jì)。磁懸浮定心進(jìn)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(jī)干擾力矩。其主要優(yōu)點(diǎn)是抗振動(dòng)、抗沖擊、耐高溫性能好；缺點(diǎn)是達(dá)到正常工作需要很長(zhǎng)時(shí)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(tái)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(jì)

石英電容式加速度計(jì)是為導(dǎo)航開(kāi)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(lì)剛性梁作為諧振元件。石英晶體材料具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性，并且消除了金屬諧振器中常見(jiàn)的蠕變現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)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?yàn)槊裼眉铀俣燃恿讼尬讳N后，其抗振動(dòng)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(jì)。

3.MEMS加速度計(jì)

MEMS加速度計(jì)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型加速度計(jì)。它使用振動(dòng)梁作為加速度傳感器。振動(dòng)梁由硅或石英晶體材料制成，并通過(guò)靜電或壓電作用以共振頻率振動(dòng)。雙端梁以振動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式振動(dòng)。當(dāng)加速度形成的慣性力加到梁上時(shí)，輸入的加速度會(huì)引起振動(dòng)梁張力的變化，從而使振動(dòng)梁的諧振頻率發(fā)生變化，一個(gè)振動(dòng)梁的諧振頻率增大，另一個(gè)振動(dòng)梁的諧振頻率減小，通過(guò)信號(hào)處理，其差頻對(duì)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(diǎn)是體積小、抗振動(dòng)、抗沖擊、耐高溫。缺點(diǎn)是溫度特性差。

MEMS加速度計(jì)可廣泛應(yīng)用于振動(dòng)檢測(cè)、姿態(tài)控制、安全報(bào)警、消費(fèi)電子、運(yùn)動(dòng)識(shí)別和狀態(tài)記錄等領(lǐng)域。MEMS加速度計(jì)與MEMS陀螺儀和磁力計(jì)來(lái)創(chuàng)造MEMS慣性測(cè)量單元(慣性測(cè)量單元)

審核編輯 黃宇