HYDAC賀(he)德(de)克傳感器(qi)類(lei)型
賀(he)德(de)克根據(ju)傳感器(qi)敏感元(yuan)件和(he)轉換(huan)原件的不(bu)同，加(jia)速(su)度傳感器(qi)可以分(fen)為(wei)電容(rong)式(shi)、壓(ya)電式(shi)、光(guang)纖(xian)式(shi)、壓(ya)阻(zu)式等(deng)類(lei)型。
1.賀(he)德(de)克電容(rong)式(shi)加(jia)速(su)度傳感器(qi)
HYDAC電容(rong)式(shi)加(jia)速(su)度傳感器(qi)可以將振(zhen)動(dong)位(wei)移(yi)參(can)量的變(bian)化(hua)轉變(bian)成為(wei)電容(rong)量(liang)的變(bian)化(hua)，其(qi)基本敏感機(ji)理比(bi)較(jiao)簡單(dan)。上下極板為(wei)固定(ding)電容(rong)極板具有公(gong)共(gong)電極，中間質(zhi)量(liang)塊(kuai)為(wei)可動(dong)電容(rong)極板。當(dang)有外(wai)界振動(dong)時可動(dong)極板跟(gen)隨(sui)振(zhen)動(dong)，從而改(gai)變(bian)電容(rong)。上下電容(rong)同時改(gai)變(bian)，但是(shi)變化(hua)方(fang)向(xiang)相反(fan)，稱(cheng)為(wei)差(cha)動(dong)式。其(qi)特(te)點(dian)是(shi)動(dong)態(tai)範(fan)圍較(jiao)大(da)，zui大(da)位(wei)移(yi)和zui小(xiao)位(wei)移(yi)之比(bi)可大(da)，如果(guo)采用差(cha)動(dong)測量(liang)方(fang)法(fa)數值(zhi)增大壹(yi)倍，靈(ling)敏(min)度(du)高(gao)、響應(ying)時間短(duan)、穩(wen)定(ding)性(xing)好。因為(wei)結(jie)構簡單(dan)，影響穩(wen)定(ding)性的因(yin)素(su)少、無內(nei)部(bu)和(he)外(wai)部(bu)的各(ge)種(zhong)摩擦(ca)和(he)接(jie)觸(chu)應(ying)力誤(wu)差(cha)，對(dui)溫(wen)度(du)變化的固有(you)敏感性(xing)低(di)。

采用HYDAC有關工(gong)藝制(zhi)成的微(wei)加(jia)速(su)度計(ji)，其敏(min)感芯(xin)片的體(ti)積(ji)僅(jin)5mill見方(fang)，和(he)成人的小(xiao)指(zhi)甲(jia)蓋(gai)大(da)小(xiao)差(cha)不(bu)多(duo)，比采用精密機(ji)械(xie)加(jia)工成(cheng)的加(jia)速(su)度計(ji)小12個(ge)數量級。由於(yu)其質(zhi)量(liang)小(xiao)，因(yin)此(ci)能(neng)承(cheng)受高沖(chong)擊(ji)，實(shi)驗測試(shi)這(zhe)種(zhong)原理的微(wei)加(jia)速(su)度計(ji)在不(bu)加(jia)電狀態(tai)下X、Y、Z三個(ge)方(fang)向(xiang)至少可以承(cheng)受數百乃(nai)至數千g以上的沖(chong)擊(ji)。
2.賀(he)德(de)克壓電加(jia)速(su)度傳感器(qi)
壓電傳(chuan)感器(qi)的工(gong)作(zuo)原理是(shi)基於(yu)某(mou)些(xie)晶(jing)體(ti)材料(liao)的壓(ya)電效(xiao)應(ying)，它(ta)是(shi)壹種(zhong)無源式(shi)傳感器(qi)，直接(jie)將機(ji)械(xie)能(neng)轉變(bian)成電能(neng)。壓(ya)電效(xiao)應(ying)分(fen)為(wei)正向(xiang)壓(ya)電效(xiao)應(ying)和逆(ni)向(xiang)壓電效(xiao)應(ying)。正向(xiang)壓(ya)電效(xiao)應(ying)是(shi)指(zhi)當(dang)晶(jing)體(ti)受(shou)到某(mou)固定(ding)方(fang)向(xiang)外力作(zuo)用時，相應(ying)的在(zai)壹(yi)定(ding)晶(jing)體(ti)表(biao)面產生(sheng)電荷，當(dang)外(wai)力作(zuo)用消失時，晶(jing)體(ti)表(biao)面的電荷也會(hui)隨著(zhe)消失。當外力作(zuo)用方(fang)向(xiang)改(gai)變(bian)時，電荷的極性也隨之改(gai)變(bian)。晶(jing)體(ti)受(shou)力產生(sheng)的電荷量(liang)與外力大(da)小(xiao)成(cheng)正比(bi)。
逆(ni)向壓(ya)電效(xiao)應(ying)是(shi)指(zhi)當(dang)某(mou)晶(jing)體(ti)沿(yan)壹定(ding)方(fang)向(xiang)受到電場(chang)作(zuo)用時，相應(ying)的在(zai)壹(yi)定(ding)晶(jing)軸(zhou)方(fang)向(xiang)產生(sheng)機(ji)械(xie)形(xing)變或(huo)機械(xie)應(ying)力，當(dang)外(wai)加(jia)電場(chang)撤(che)去(qu)後機械(xie)形(xing)變或(huo)機械(xie)應(ying)力也消失。

中心(xin)壓(ya)縮型壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)結(jie)構簡單(dan)，工藝(yi)性好，相同質(zhi)量(liang)情(qing)況(kuang)下能(neng)得(de)到較(jiao)高(gao)的固有(you)頻率(lv)，成本較(jiao)低(di)，壓電元(yuan)件壹(yi)般(ban)由兩片組(zu)成(cheng)。在(zai)剪切型壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)中，平面(mian)剪切型結(jie)構能(neng)承(cheng)受相對較(jiao)高(gao)的沖(chong)擊(ji)加(jia)速(su)度，中心(xin)柱(zhu)、壓(ya)電元(yuan)件和(he)質(zhi)量(liang)塊(kuai)均(jun)做(zuo)成(cheng)平板(ban)形(xing)，左(zuo)右壓(ya)電元(yuan)件通(tong)過(guo)橫(heng)向螺(luo)栓(shuan)固緊(jin)在中心(xin)立(li)柱(zhu)上。與中心(xin)壓(ya)縮型相(xiang)比(bi)，剪切型結(jie)構對(dui)非振(zhen)動(dong)因素(su)具有較(jiao)好(hao)的隔離(li)性，具有更(geng)好的靜態(tai)特(te)性(xing)，更(geng)高(gao)的信(xin)噪比和(he)寬(kuan)的高(gao)低(di)頻特性(xing)。在剪切型結(jie)構中，壓(ya)電片受(shou)剪切力，高(gao)沖(chong)擊(ji)產生(sheng)的剪切力較(jiao)大(da)，這(zhe)就需要(yao)有(you)較(jiao)大(da)的橫(heng)向(xiang)預(yu)緊力，這(zhe)對(dui)壓(ya)電片和(he)預(yu)緊螺(luo)桿(gan)螺(luo)母的強(qiang)度(du)要(yao)求(qiu)很(hen)高，其(qi)抗沖(chong)擊(ji)能(neng)力和(he)頻響沒(mei)有中心(xin)壓(ya)縮型的好(hao)。
3.賀(he)德(de)克壓阻式(shi)加(jia)速(su)度傳感器(qi)
壓阻(zu)式加(jia)速(su)度傳感器(qi)主(zhu)要由3個(ge)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)：1.帶質(zhi)量(liang)塊(kuai)的懸(xuan)臂梁(liang)彈性(xing)元(yuan)件，可將所(suo)要測(ce)試(shi)的加(jia)速(su)度轉換(huan)成機(ji)械(xie)變(bian)形(xing)量（如應(ying)力、應(ying)變）；2.力敏(min)原件，常(chang)用的是(shi)矽微(wei)固態(tai)壓(ya)阻(zu)平膜(mo)芯片，通(tong)過(guo)玻璃(li)粉(fen)燒(shao)結(jie)工藝(yi)封(feng)裝在彈性(xing)元(yuan)件的zui大(da)應(ying)力集(ji)中處(chu)，當(dang)有加(jia)速(su)度作(zuo)用時，彈性(xing)元(yuan)件的zui大(da)機(ji)械(xie)變(bian)形(xing)量就通(tong)過(guo)平膜(mo)芯片的壓(ya)阻(zu)效(xiao)應(ying)轉化(hua)為(wei)惠斯登電橋(qiao)的電阻(zu)變(bian)化量(liang)，並在壹(yi)定(ding)的電源激勵下，實(shi)現(xian)對加(jia)速(su)度的測(ce)量(liang)；3.具有過(guo)載保(bao)護(hu)功能(neng)的機(ji)械(xie)結(jie)構設(she)計(ji)。
實際(ji)常(chang)用的三軸(zhou)加(jia)速(su)度傳感器(qi)如下圖(tu)所(suo)示，4個(ge)相(xiang)互(hu)垂直的單(dan)端固支矽(gui)懸(xuan)臂梁(liang)支撐(cheng)著(zhe)中間的可動(dong)質(zhi)量(liang)懸(xuan)塊,用來檢(jian)測(ce)3個(ge)方(fang)向(xiang)的加(jia)速(su)度;底部(bu)的PYREX玻璃(li)基(ji)底(di)提供加(jia)速(su)度傳感器(qi)的高(gao)過(guo)載限位(wei)保護(hu)。壓敏(min)電阻(zu)分(fen)布在4個(ge)懸(xuan)臂梁(liang)上,將各(ge)電阻(zu)連(lian)接可以分(fen)別構(gou)成檢(jian)測(ce)3個(ge)垂直方(fang)向(xiang)加(jia)速(su)度的惠斯通(tong)電橋(qiao)。當(dang)傳感器(qi)受到外(wai)界(jie)加(jia)速(su)度a時,質(zhi)量(liang)塊(kuai)m會(hui)把加(jia)速(su)度轉化(hua)為(wei)慣性力F=ma,使懸(xuan)臂梁(liang)發生(sheng)形(xing)變,產生(sheng)應(ying)力變(bian)化(hua),導(dao)致壓敏(min)電阻(zu)的阻(zu)值(zhi)發生(sheng)變(bian)化,zui後由惠斯通(tong)電橋(qiao)輸出相應(ying)電壓(ya)的變(bian)化(hua)。
HYDAC賀(he)德(de)克傳感器(qi)類(lei)型