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基本說明

線性加速度傳感器（也稱為G力傳感器）是測量由運動，振動，碰撞等引起的加速度的設備。所有加速度傳感器均基于簡單的原理進行操作，其中牛頓第二運動定律應用于彈簧質量系統。質量通過等效彈簧連接到加速度傳感器的基座。由于質量和基部之間的力與質量的加速度成比例，并且它們之間的相對距離與彈簧力成線性關系，因此可以通過測量質量或質量的相對位置來計算加速度。彈簧上的力隨時間變化。通常，最常見的加速度傳感器類型包括：壓電，壓阻，可變電容和可變磁阻。

彈簧質量系統

壓電式

壓電加速度傳感器利用壓電效應來測量質量塊和傳感器基座之間的相對距離，然后以輸出電壓的形式表示加速度。石英晶體有時用作傳感元件。但是通常使用陶瓷壓電材料，例如鈦酸鋇，鋯鈦酸鉛（PZT）和偏鈮酸鉛。壓電加速度傳感器由于其緊湊的尺寸和較輕的重量而被廣泛使用，但是它們不能用于測量穩態加速度。

壓阻式

在壓阻式加速度傳感器中，壓阻材料的位置應使其通過改變其電阻的質量位置而變形。這種類型的加速度傳感器通常具有較小的尺寸，較大的信號幅度和良好的線性度，但是它可能對溫度變化敏感。壓阻傳感器可用于測量穩態和動態加速度。

可變電容

可變電容加速度傳感器利用由質量的位移引起的電容變化來檢測其位置。此處通常使用的傳感元件是空氣阻尼的相對平板電容器。這些類型的加速度傳感器具有良好的靈敏度，線性輸出，良好的直流響應，低功耗和低溫靈敏度。可變電容傳感器的一個缺點是它們容易受到電磁干擾。

可變磁阻

可變磁阻加速度傳感器利用由磁性材料制成的質量塊的位移引起的線圈電感的變化來檢測質量塊的位置。

在大多數加速度傳感器中，彈簧不是盤簧，而是一種將質量恢復到初始位置的東西。一些傳感器采用擺錘或隔膜代替彈簧。

伺服力平衡傳感器以閉環方式運行。這些傳感器監視質量和彈簧之間的力平衡，并使它們保持平衡狀態。這種機制使由彈簧的非線性引起的誤差最小化，但是增加了成本。

MEMS加速度傳感器：基于MEMS（微機電系統）技術的加速度傳感器在汽車系統中越來越受歡迎。與其他技術相比，MEMS設備相對較小且堅固。它們是通過在硅晶片上蝕刻微小的機械結構制成的，這些結構很容易與系統電子器件集成在一起。

MEMS加速度傳感器結構

在MEMS加速度傳感器中，敏感元件是差分電容器的梳狀結構，該電容器并聯布置在由從硅襯底蝕刻的彈簧支撐的梁（形成地震質量）上。差分電容器形成由高頻方波發生器驅動的電容性半橋。當垂直于地震質量施加加速度時，差分電容器不匹配，并且中心板上出現非零電壓。該信號被預放大，解調，放大并作為與施加的加速度成比例的電壓輸出。

加速度傳感器在汽車上的應用：

碰撞檢測和安全氣囊展開：測量碰撞強度和發出信號以啟動安全氣囊展開。

電子穩定程序和控制：測量沿各個軸的加速度（例如，向前，制動和轉彎加速度，以計??算相對運動并進行調節）。

防抱死制動系統。

主動懸架系統：測量縱向和橫向加速度以及車輛側傾特性，以相應地改變阻尼器特性。

坡道下降/保持控制：測量車輛的傾斜度和速度以調節系統。

監測噪音，振動和惡劣環境。

車輛導航系統，用于確定車輛的位置，速度等