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电容式加速度传感器介绍

编辑:北戴河实用电子技术研究所时间:2020-11-29

          电容式加速度传感器又称变电容式加速度传感器,它的结构原理如下图所示,一个质量块固定在弹性梁的中间,质量块的上端面是一个活动电极,它与上固定电极组成一个电容器C1;质量块的下端面也是一个活动电极,它与下固定电极组成另一个电容器C2。

          当被测物的振动导致与其固连的传感器基座振动时,质量块将由于惯性而保持静止,因此上、下固定电极与质量块之间将会产生相对位移。这使得电容C1、C2的值一个变大、另一个变小,从而形成一个与加速度大小成正比的差动输出信号。

      MEMS变电容式加速度传感器:

          随着微机电技术的发展,如今的电容式加速度传感器都普遍采用的MEMS技术制造。下图显示了一种MEMS变电容式加速度传感器的结构,它的整个敏感元件由粘在一起的三个单晶硅片构成。其中上、下硅片构成两个固定电极,中间的硅片通过化学刻蚀形成由柔性薄膜支撑的具有刚性中心质量块的形状,薄膜的厚度取决于该加速度传感器的量程。另外,在薄膜上还有刻蚀出的小孔,当薄膜随质量块运动时,空气流经小孔从而产生所需的阻尼力。由于采用MEMS技术得到了这种一体化的结构,它的可靠性是相当高的。

      特点与应用场合:

          变电容式加速度传感器具有较好的低频特性且具有直流响应,与其它类型的加速度传感器相比其灵敏度高、环境适应性好,尤其是受温度的影响比较小;不足之处为信号的输入与输出呈非线性关系、量程有限、受电缆的电容影响较大;其通用性不如压电式加速度传感器,且成本也比压电式加速度传感器高得多。

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