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    大部分客戶都有購買德國P+F倍加福的加速度傳感器，但具體操作不太會

P+F加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速過程中，通過對質量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同，常見的P+F加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。

中文名稱：P+F加速度傳感器

英文名稱：acceleration transducer

定義：能感受加速度并轉換成可用輸出信號的傳感器

應用學科：機械工程（一級學科）；傳感器（二級學科）；物理量傳感器（三級學科）。

壓電式P+F加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式P+F加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應，在加速度計受振時，質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。

壓阻式

基于的MEMS硅微加工技術，壓阻式P+F加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點，易于集成在各種模擬和數字電路中，廣泛應用于汽車碰撞實驗、測試儀器、設備振動監測等領域。

電容式

電容式P+F加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式P+F加速度傳感器/電容式加速度計是比較通用的P+F加速度傳感器。在某些領域，如安全氣囊，手機移動設備等。電容式P+F加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統（MEMS）工藝，在大量生產時變得經濟，從而保證了較低的成本。

伺服式

伺服式P+F加速度傳感器是一種閉環測試系統，具有動態性 能好、動態范圍大和線性度好等特點。其工作原理，傳感器的振動系統由 "m-k"系統組成，與一般加速度計相同，但質量m上還接著一個電磁線圈，當基座上有 加速度輸入時，質量塊偏離平衡位置，該位移大小由位移傳感器檢測出來，經伺服放大器 放大后轉換為電流輸出，該電流流過電磁線圈，在磁鐵的磁場中產生電磁恢復力，力圖使質量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上，所以伺服P+F加速度傳感器在閉環狀態下工作。

由于有反饋作用，增強了抗干擾的能力，提高測量精度，擴大了測量范圍，伺服加速度測量技術廣泛地應用于慣性導航和慣性制導系統中，在高精度的振動測量和標定中也有應用。

范圍)

通過測量由于重力引起的加速度，你可以計算出設備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動態加速度，你可以分析出設備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發現光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是，工程師們已經想出了很多方法獲得更多的有用的信息。

P+F加速度傳感器可以幫助機器人了解它身處的環境。是在爬山？還是在走下坡，摔倒了沒有？或者對于飛行類的機器人來說，對于控制姿態也是至關重要的。更要確保的是，你的機器人沒有帶著自己前往人群密集處。一個好的程序員能夠使用P+F加速度傳感器來回答所有上述問題。P+F加速度傳感器甚至可以用來分析發動機的振動。

P+F加速度傳感器可以測量牽引力產生的加速度。

P+F加速度傳感器應用于地震檢波器設計

地震檢波器是用于地質勘探和工程測量的專用傳感器，是一種將地面振動轉變為電信號的傳感器，能把地震波引起的地面震動轉換成電信號，經過模/數轉換器轉換成二進制數據、進行數據組織、存儲、運算處理。P+F加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備，典型應用在手機、筆記本電腦、步程計和運動檢測等。

P+F加速度傳感器技術應用于車禍報警

在汽車工業高速發展的現代，汽車成為了人們出行主要的交通工具之一，但是因交通事故的傷亡數量也十分巨大。在信息化的現代利用高科技去挽救人的生命將會是重大研究的主題之一，基于加速度的車禍報警系統正是懷著這種設計理念，相信這種系統的推廣，會給汽車行業帶來更多的安全。

P+F加速度傳感器應用于監測高壓導線舞動

目前國內對導線舞動監測多采用視頻圖像采集和運動加速度測量兩種主要技術方案。前者在野外高溫、高濕、嚴寒、濃霧、沙塵等天氣條件下，不僅對視頻設備的可靠性、穩定性要求很高，而且拍攝的視頻圖像的效果也會受到影響，在實際使用中只能作為輔助監測手段，無法定量分析導線運動參數；而采用P+F加速度傳感器監測導線舞動情況，雖可定量分析輸電導線某一點上下振動和左右擺動的情況，但只能測出導線直線運動的振幅和頻率，而對于復雜的圓周運動，則無法準確測量。所以我們必須加快P+F加速度傳感器的發展來適應諸如此類環境下進行應用。

汽車安全

P+F加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊、防抱死系統、牽引控制系統等安全性能方面。

在安全應用中，加速度計的快速反應非常重要。安全氣囊應在什么時候彈出要迅速確定，所以加速度計必須在瞬間做出反應。通過采用可迅速達到穩定狀態而不是振動不止的傳感器設計可以縮短器件的反應時間。其中，壓阻式P+F加速度傳感器由于在汽車工業中的廣泛應用而發展最快。

游戲控制

P+F加速度傳感器可以檢測上下左右的傾角的變化，因此通過前后傾斜手持設備來實現對游戲中物體的前后左右的方向控制，就變得很簡單。

圖像自動翻轉

用P+F加速度傳感器檢測手持設備的旋轉動作及方向，實現所要顯示圖像的轉正。

電子指南針傾斜校正

磁傳感器是通過測量磁通量的大小來確定方向的。當磁傳感器發生傾斜時，通過磁傳感器的地磁通量將發生變化，從而使方向指向產生誤差。因此，如果不帶傾斜校正的電子指南針，需要用戶水平放置。而利用P+F加速度傳感器可以測量傾角的這一原理，可以對電子指南針的傾斜進行補償。

GPS導航系統死角的補償

GPS系統是通過接收三顆呈120度分布的衛星信號來最終確定物體的方位的。在一些特殊的場合和地貌，如遂道、高樓林立、叢林地帶，GPS信號會變弱甚至*失去，這也就是所謂的死角。而通過加裝P+F加速度傳感器及以前我們所通用的慣性導航，便可以進行系統死區的測量。對P+F加速度傳感器進行一次積分，就變成了單位時間里的速度變化量，從而測出在死區內物體的移動。

計步器功能

P+F加速度傳感器可以檢測交流信號以及物體的振動，人在走動的時候會產生一定規律性的振動，而P+F加速度傳感器可以檢測振動的過零點，從而計算出人所走的步或跑步所走的步數，從而計算出人所移動的位移。并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。

防手抖功能

用P+F加速度傳感器檢測手持設備的振動/晃動幅度，當振動/晃動幅度過大時鎖住照相快門，使所拍攝的圖像永遠是清晰的。

閃信功能

通過揮動手持設備實現在空中顯示文字，用戶可以自己編寫顯示的文字。這個閃信功能是利用人們的視覺殘留現象，用P+F加速度傳感器檢測揮動的周期，實現所顯示文字的準確定位。

硬盤保護

利用P+F加速度傳感器檢測自由落體狀態，從而對迷你硬盤實施必要的保護。大家知道，硬盤在讀取數據時，磁頭與碟片之間的間距很小，因此，外界的輕微振動就會對硬盤產生很壞的后果，使數據丟失。而利用P+F加速度傳感器可以檢測自由落體狀態。當檢測到自由落體狀態時，讓磁頭復位，以減少硬盤的受損程度。

設備或終端姿態檢測

P+F加速度傳感器和陀螺儀通常稱為慣性傳感器，常用于各種設備或終端中實現姿態檢測，運動檢測等，也就很適合玩體感游戲的人群。P+F加速度傳感器利用重力加速度，可以用于檢測設備的傾斜角度，但是它會受到運動加速度的影響，使傾角測量不夠準確，所以通常需利用陀螺儀和磁傳感器補償。同時磁傳感器測量方位角時，也是利用地磁場，當系統中電流變化或周圍有導磁材料時，以及當設備傾斜時，測量出的方位角也不準確，這時需要用P+F加速度傳感器（傾角傳感器）和陀螺儀進行補償。

智能產品

P+F加速度傳感器在微信功能中的創新功能突破了電子產品的千篇一律，這個功能的實現來源傳感器的方向、加速表、光線、磁場、臨近性、溫度等參數的特性。這個原理是手機里面集成的P+F加速度傳感器，它能夠分別測量X、Y、Z三個方面的加速度值，X方向值的大小代表手機水平移動，Y方向值的大小代表手機垂直移動，Z方向值的大小代表手機的空間垂直方向，天空的方向為正，地球的方向為負，然后把相關的加速度值傳輸給操作系統，通過判斷其大小變化，就能知道同時玩微信的朋友。

線加速度計的原理是牛頓第二定律，即加速度定律，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質量) 我們只需要測量F就可以了。怎么測量F？用電磁力去平衡這個力就可以了。就可以得到 F對應于電流的關系。只需要用實驗去標定這個比例系數就行了。當然中間的信號傳輸、放大、濾波就是電路的事了。

多數P+F加速度傳感器是根據壓電效應的原理來工作的。

所謂的壓電效應就是 "對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還將改變晶體的極化狀態，在晶體內部建立電場，這種由于機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應 "。

一般P+F加速度傳感器就是利用了其內部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關系，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作P+F加速度傳感器，比如壓阻技術，電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由于加速度產生某個介質產生變形，通過測量其變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。每種技術都有各自的機會和問題。

壓阻式P+F加速度傳感器由于在汽車工業中的廣泛應用而發展最快。由于安全性越來越成為汽車制造商的賣點，這種附加系統也越來越多。壓阻式P+F加速度傳感器2000年的市場規模約為4.2億美元，根據有關調查，預計其市值將按年平均4.1%速度增長，至2007年達到5.6億美元。這其中，歐洲市場的速度最快，因為歐洲是許多安全氣囊和汽車生產企業的所在地。

壓電技術主要在工業上用來防止機器故障，使用這種傳感器可以檢測機器潛在的故障以達到自保護，及避免對工人產生意外傷害，這種傳感器具有用戶，尤其是質量行業的用戶所追求的可重復性、穩定性和自生性。但是在許多新的應用領域，很多用戶尚無使用這類傳感器的意識，銷售商冒險進入這種尚待開發的市場會麻煩多多，因為終端用戶對由于使用這種傳感器而帶來的問題和解決方法都認識不多。

如果這些問題能夠得到解決，將會促進壓電傳感器得到更快的發展。2002年壓電傳感器市值為3億美元，預計其年增長率將達到4.9%，到2007年達到4.2億美元。

使用P+F加速度傳感器有時會碰到低頻場合測量時輸出信號出現失真的情況，用多種測量判斷方法一時找不出故障出現的原因，經過分析總結，導致測量結果失真的因素主要是：系統低頻響應差，系統低頻信噪比差，外界環境對測量信號的影響。 所以，只要出現P+F加速度傳感器低頻測量信號失真情況，對比以上三點看看是哪個因素造成的，有針對性的進行解決。

1、靈敏度方面的技術指標：對于一個儀器來說，一般都是靈敏度越高越好的，因為越靈敏，對周圍環境發生的加速度的變化就越容易感受到，加速度變化大，很自然地，輸出的電壓的變化相應地也變大，這樣測量就比較容易方便，而測量出來的數據也會比較精確的。

2、帶寬方面的技術指標：帶寬指的的是傳感器可以測量的有效的頻帶，比如，一個傳感器有上百HZ帶寬的就可以測量振動了；一個具有五十HZ帶寬的傳感器就可以有效測量傾角了。

3、量程方面的技術指標：測量不一樣的事物的運動所需要的量程都是不一樣的，要根據實際情況來衡量。

解析手機上的傳感器

P+F加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。因此其的范圍比重力感應器要大，但是一般在手機被提到的加速度感應器時，其實就是指重力感應器，因此兩者可以看做是等價的。

方向感應器

手機方向傳感器是指，安裝在手機上用以檢測手機本身處于何種方向狀態的部件，而不是通常理解的指南針的功能。

手機方向檢測功能可以檢測手機處于正豎、倒豎、左橫、右橫，仰、俯狀態。具有方向檢測功能的手機具有使用更方便、更具人性化的特點。例如，手機旋轉后，屏幕圖像可以自動跟著旋轉并切換長寬比例，文字或菜單也可以同時旋轉，使你閱讀方便;聽MP3時?？赡軙腥苏f：這個跟那個重力感應器是一樣的？

這個兩者是不一樣的，方向感應器或者叫應用角速度傳感器比較合適，一般手機的上的方向感應器是感應水平面上的方位角、旋轉角和傾斜角的。這個如果你可能覺得有點理論的話，舉個例子吧。有方向感應器的能很好的玩都市游戲。而只有重力感應器也能玩，但是，結果很令人糾結。

為了得到高度真實的試驗數據，使用者應當全面地了解所用儀器的工作特性，這些特性是怎樣互相影響的，整個環境對這些特性是如何影響的，以及加速度計對被測運動是如何影響的。

加速度計是關鍵的測量元件，有多種設計型式供選用。每種設計型式都為某些特定用處設計的，目的是為獲得高保真的測量數據。

工程師們應認真地分析測量的要求，選用最合適的加速度計，通常要在靈敏度，重量和頻響范圍三者之間比較，做出最合適的選擇。

傳感器主要工作特性分為有效響應與亂真響應兩類。

●有效響應 effective response

在傳感器靈敏軸方向上，由輸入的機械振動或沖擊所引起的傳感器的響應。這種響應是正確使用傳感器進行測量，取得可靠數據所期望的。

●亂真響應 spurious response

在使用傳感器測量機械振動或沖擊時，由同時存在的其他物理因素所引起的傳感器的響應。這種響應是干擾正確測量的，是不期望的。（見國家標準 GB/T 13823.1-93）

有效響應主要有：

靈敏度；幅頻響應和相頻響應；非線性度。

亂真響應主要有：

溫度響應；瞬變溫度靈敏度；橫向靈敏度；旋轉運動靈敏度；基座應變靈敏度；磁靈敏度；安裝力矩靈敏度；對特殊環境的響應。（見國家標準 GB/T 13823.1-93）

●靈敏度：（Sensitivity）

輸出量與的輸入量之比。

●參考靈敏度：（Reference Sensitivity）

在給定的參考頻率和參考幅值下傳感器的靈敏度值。

傳感器靈敏度越高，測量系統的信噪比就越大，系統就不易受靜電干擾或電磁場的影響。對某種具體的加速度計設計型式來說，靈敏度越高，則傳感器越重，共振頻率也越低。因此選用多大靈敏度受其重量和頻率響應的制約。

一般情況下，傳感器的靈敏度包括幅值與相位兩個信息，是隨頻率變化的復數量。

●幅頻響應和相頻響應

在輸入的機械振動量值不變的情況下，傳感器輸出電量的幅值隨振動頻率的變化，稱為幅頻響應。而輸出電量的相位隨振動頻率的變化，稱為相頻響應。

在工作頻段內連續地改變振動頻率，且維持輸入的機械振動量幅值不變，同時觀測傳感器的輸出，便可測定幅頻響應。若同時測量傳感器輸出電量與輸入機械振動量間的相位差，則又可測定相頻響應。

一般情況下，只要求知道幅頻響應。在接近傳感器上、下限頻率處使用傳感器，或有要求時，則必須知道相頻響應。

●非線性度

在給定的頻率和幅值范圍內，輸出量與輸入量成正比，稱為線性變化。實際傳感器的校準結果與線性變化偏離的程度，稱為該傳感器的非線性度。

在由最小值到最大值的傳感器動態范圍內，逐漸增大輸入的機械振動量，同時測量傳感器輸出幅值的變化，便可測定傳感器的輸出值與線性輸出值的偏差量。在使用正弦振動發生器進行測定時，可在傳感器的工作頻率范圍內選定幾個頻率進行，以覆蓋傳感器整個動態范圍。

一般在傳感器動態范圍的上限附近傳感器的輸出值與線性值的偏差量最大。所允許的偏差量取決于具體測量的要求。

對壓電加速度計，一般用在一定的加速度范圍內，其靈敏度增加的百分數來表示非線性度。壓阻式，變電容式加速度計在其動態范圍內線性度較好，它代表了非線性、滯后和非重復性的綜合值。

●質量負載的影響

如果加速度計的動態質量接近被測結構物的動態質量，則會使振動產生明顯的衰減。為此在諸如印刷電路板等又薄又輕的片狀構件上測振時，為了得到準確的數據必須采用重量輕的加速度計。如果被測物件呈現單自由度的響應，則加速度計將使其共振頻率下降。在所有的模態試驗中必須使用微型加速度計。

●低頻響應

使用壓電加速度計時，所用放大器低頻截止頻率多為2－5Hz，目的是以此來剔除許多壓電傳感器的熱釋電輸出。像隔離剪切式設計等隔離性好的設計型式可用在較低的頻率。壓阻式和變電容式加速度計則具有零頻響應。

●高頻響應

加速度計的高頻響應隨加速度計的機械性能和安裝方法而變。在安裝牢固時，大多數加速度計呈現無阻尼單自由度系統的頻響特性。以±5%為要求的話，其頻率響應約平整到安裝共振頻率的五分之一。如果加適當的修正因數，則可在更高的頻率上得到有用的數據。

●溫度響應

傳感器靈敏度隨溫度的變化，稱為傳感器的溫度響應。用測試溫度下的靈敏度與室溫下的靈敏度之差相對于室溫靈敏度的百分數來表示。

常用壓電加速度計的溫度范圍為零度以下至+177°C 或 +260°C。某些特定型號，低溫可達絕對零度，高溫可達760°C。很多種壓電加速度計設計型式在很寬的溫度范圍內的溫度響應很平。壓阻式、變電容式加速度計的典型溫度范圍為－18°C～+93°C。

●壓電傳感器的瞬變溫度靈敏度

具有熱釋電效應的傳感器在瞬變溫度作用下將產生電輸出，該輸出的最大值與傳感器靈敏度和溫度改變量乘積的比值稱為瞬變溫度靈敏度。

在溫度產生變化時，壓電元件會產生輸出信號，這稱之為熱釋電效應。試件或氣流溫度的突變會引起這種溫度變化。大多數情況下這種效應是很低頻的，只有信號適調儀的響應在1赫以下，才能檢測到。如果信號適調儀有級間高通濾波器，則應特別注意，熱釋電信號可能會使放大器飽和，使它短時間不工作。

基座隔離式，剪切式，隔離剪切式設計的熱釋電效應較小。壓阻式，變電容式的這種效應是可以忽略的。

●橫向靈敏度

對于單向測量來說，要求加速度計不得對被測物體的橫向運動產生任何響應是十分必要的。但加速度計不可能是無缺的，總是有一定的橫向靈敏度，它與橫向振動的方向有關，其橫向靈敏度一般為軸向靈敏度的1～5%。恩德?？藢γ總€加速度計進行橫向靈敏度校準并給出其最大值。

●橫向靈敏度比

在與傳感器靈敏軸垂直的方向上受到激勵時傳感器的靈敏度，稱為橫向靈敏度。橫向靈敏度與沿靈敏軸方向上的靈敏度之比，稱為橫向靈敏度比。

●旋轉運動靈敏度

某些直線振動傳感器對旋轉運動是敏感的。在進行試驗時必須小心。以免造成測量誤差。

●基座應變靈敏度

在傳感器基座產生應變時會引起不應有的信號輸出，該輸出值與傳感器靈敏度和應變值乘積的比值，稱為基座應變靈敏度。

在某些試驗中，加速度計安裝處可能會存在動態彎曲、扭轉、拉伸等。由于與應變區緊密接觸，加速度計底座也會發生應變。部分應變會傳給敏感元件，從而產生與振動運動無關的輸出信號。

剪切式設計的加速度計要比壓縮式的對基座應變的敏感程度小一個數量級。應用絕緣安裝螺釘或粘貼式轉接件可以減小這種影響。

●磁靈敏度

傳感器被置于磁場中會產生的不應有的信號輸出，該輸出值與傳感器靈敏度和磁場的磁感應強度乘積的比值，稱為傳感器的磁靈敏度。

●安裝力矩靈敏度

采用螺紋安裝的傳感器，安裝力矩的變化會引起靈敏度發生變化。施加1/2倍規定安裝力矩或施加2倍規定安裝力矩時的靈敏度與施加規定安裝力矩時的靈敏度大差值，相對于施加規定安裝力矩時靈敏度的比值的百分數，稱為安裝力矩靈敏度。

●特殊環境的響應

在強靜電場、交變磁場、射頻場、聲場、電纜影響、核輻射等的特殊環境下，某些傳感器會受到嚴重的影響，這些物理因素將引起傳感器產生亂真響應。

F99系列P+F加速度傳感器

P+F加速度傳感器可靠地監測設備或機械中的零件加速度。由于采用了分體式安裝概念，倍加福的 F99 系列加速傳感器的性能極其穩健，還適合在惡劣室外條件下工作。因此，這些傳感器常在風力發電機設施和大型機械中用于監測設定的振動限值，以及在電梯或大型設備中使用...可根據特定應用要求對測量范圍和輸出進行專門的配置。

要在動態應用中可靠監測加速度，F99-Fusion 會是您的理想解決方案。慣性測量單元允許對測量范圍和輸出進行定制化參數設置，因此用戶可得到自己想要監測的數據。另外，F99-Fusion 可以消隱某些加速度信號，從而只監測振動信號。