GAM900型德國(guó)BAUMER加速度傳感器技術(shù)指標(biāo)
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GAM900型德國(guó)BAUMER加速度傳感器技術(shù)指標(biāo)如下：
1、靈敏度方面的技術(shù)指標(biāo)：對(duì)于一個(gè)儀器來(lái)說(shuō)，一般都是靈敏度越高越好的，因?yàn)樵届`敏，對(duì)周?chē)h(huán)境發(fā)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(yīng)地也變大，這樣測(cè)量就比較容易方便，而測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)也會(huì)比較精確的。
2、帶寬方面的技術(shù)指標(biāo)：帶寬指的的是傳感器可以測(cè)量的有效的頻帶，比如，一個(gè)傳感器有上百HZ帶寬的就可以測(cè)量振動(dòng)了；一個(gè)具有五十HZ帶寬的傳感器就可以有效測(cè)量?jī)A角了。
3、量程方面的技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量不一樣的事物的運(yùn)動(dòng)所需要的量程都是不一樣的，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)衡量。
解析手機(jī)上的傳感器
加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)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(gè)常量，比如g，也可以是變量。因此其的范圍比重力感應(yīng)器要大，但是一般在手機(jī)被提到的加速度感應(yīng)器時(shí)，其實(shí)就是指重力感應(yīng)器，因此兩者可以看做是等價(jià)的。
方向感應(yīng)器
手機(jī)方向傳感器是指，安裝在手機(jī)上用以檢測(cè)手機(jī)本身處于何種方向狀態(tài)的部件，而不是通常理解的指南針的功能。
手機(jī)方向檢測(cè)功能可以檢測(cè)手機(jī)處于正豎、倒豎、左橫、右橫，仰、俯狀態(tài)。具有方向檢測(cè)功能的手機(jī)具有使用更方便、更具人性化的特點(diǎn)。例如，手機(jī)旋轉(zhuǎn)后，屏幕圖像可以自動(dòng)跟著旋轉(zhuǎn)并切換長(zhǎng)寬比例，文字或菜單也可以同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使你閱讀方便;聽(tīng)MP3時(shí)。可能會(huì)有人說(shuō)：這個(gè)跟那個(gè)重力感應(yīng)器是一樣的？
這個(gè)兩者是不一樣的，方向感應(yīng)器或者叫應(yīng)用角速度傳感器比較合適，一般手機(jī)的上的方向感應(yīng)器是感應(yīng)水平面上的方位角、旋轉(zhuǎn)角和傾斜角的。這個(gè)如果你可能覺(jué)得有點(diǎn)理論的話，舉個(gè)例子吧。有方向感應(yīng)器的能很好的玩都市游戲。而只有重力感應(yīng)器也能玩，但是，結(jié)果很令人糾結(jié)。
為了得到高度真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用者應(yīng)當(dāng)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(gè)環(huán)境對(duì)這些特性是如何影響的，以及加速度計(jì)對(duì)被測(cè)運(yùn)動(dòng)是如何影響的。
加速度計(jì)是關(guān)鍵的測(cè)量元件，有多種設(shè)計(jì)型式供選用。每種設(shè)計(jì)型式都為某些特定用處設(shè)計(jì)的，目的是為獲得高保真的測(cè)量數(shù)據(jù)。
工程師們應(yīng)認(rèn)真地分析測(cè)量的要求，選用最合適的加速度計(jì)，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(yīng)與亂真響應(yīng)兩類(lèi)。
●有效響應(yīng) effective response
在傳感器靈敏軸方向上，由輸入的機(jī)械振動(dòng)或沖擊所引起的傳感器的響應(yīng)。這種響應(yīng)是正確使用傳感器進(jìn)行測(cè)量，取得可靠數(shù)據(jù)所期望的。
●亂真響應(yīng) spurious response
在使用傳感器測(cè)量機(jī)械振動(dòng)或沖擊時(shí)，由同時(shí)存在的其他物理因素所引起的傳感器的響應(yīng)。這種響應(yīng)是干擾正確測(cè)量的，是不期望的。（見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 13823.1-93）
有效響應(yīng)主要有：
靈敏度；幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)；非線性度。
亂真響應(yīng)主要有：
溫度響應(yīng)；瞬變溫度靈敏度；橫向靈敏度；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈敏度；基座應(yīng)變靈敏度；磁靈敏度；安裝力矩靈敏度；對(duì)特殊環(huán)境的響應(yīng)。（見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 13823.1-93）
●靈敏度：（Sensitivity）
輸出量與輸入量之比。
●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(cè)量系統(tǒng)的信噪比就越大，系統(tǒng)就不易受靜電干擾或電磁場(chǎng)的影響。對(duì)某種具體的加速度計(jì)設(shè)計(jì)型式來(lái)說(shuō)，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(yīng)的制約。
一般情況下，傳感器的靈敏度包括幅值與相位兩個(gè)信息，是隨頻率變化的復(fù)數(shù)量。
●幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)
在輸入的機(jī)械振動(dòng)量值不變的情況下，傳感器輸出電量的幅值隨振動(dòng)頻率的變化，稱(chēng)為幅頻響應(yīng)。而輸出電量的相位隨振動(dòng)頻率的變化，稱(chēng)為相頻響應(yīng)。
在工作頻段內(nèi)連續(xù)地改變振動(dòng)頻率，且維持輸入的機(jī)械振動(dòng)量幅值不變，同時(shí)觀測(cè)傳感器的輸出，便可測(cè)定幅頻響應(yīng)。若同時(shí)測(cè)量傳感器輸出電量與輸入機(jī)械振動(dòng)量間的相位差，則又可測(cè)定相頻響應(yīng)。
一般情況下，只要求知道幅頻響應(yīng)。在接近傳感器上、下限頻率處使用傳感器，或有要求時(shí)，則必須知道相頻響應(yīng)。
●非線性度
在給定的頻率和幅值范圍內(nèi)，輸出量與輸入量成正比，稱(chēng)為線性變化。實(shí)際傳感器的校準(zhǔn)結(jié)果與線性變化偏離的程度，稱(chēng)為該傳感器的非線性度。
在由最小值到最大值的傳感器動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，逐漸增大輸入的機(jī)械振動(dòng)量，同時(shí)測(cè)量傳感器輸出幅值的變化，便可測(cè)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(dòng)發(fā)生器進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可在傳感器的工作頻率范圍內(nèi)選定幾個(gè)頻率進(jìn)行，以覆蓋傳感器整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。
一般在傳感器動(dòng)態(tài)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(cè)量的要求。
對(duì)壓電加速度計(jì)，一般用在一定的加速度范圍內(nèi)，其靈敏度增加的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示非線性度。壓阻式，變電容式加速度計(jì)在其動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)線性度較好，它代表了非線性、滯后和非重復(fù)性的綜合值。
●質(zhì)量負(fù)載的影響
如果加速度計(jì)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量接近被測(cè)結(jié)構(gòu)物的動(dòng)態(tài)質(zhì)量，則會(huì)使振動(dòng)產(chǎn)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(gòu)件上測(cè)振時(shí)，為了得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)必須采用重量輕的加速度計(jì)。如果被測(cè)物件呈現(xiàn)單自由度的響應(yīng)，則加速度計(jì)將使其共振頻率下降。在所有的模態(tài)試驗(yàn)中必須使用微型加速度計(jì)。
●低頻響應(yīng)
使用壓電加速度計(jì)時(shí)，所用放大器低頻截止頻率多為2－5Hz，目的是以此來(lái)剔除許多壓電傳感器的熱釋電輸出。像隔離剪切式設(shè)計(jì)等隔離性好的設(shè)計(jì)型式可用在較低的頻率。壓阻式和變電容式加速度計(jì)則具有零頻響應(yīng)。
●高頻響應(yīng)
加速度計(jì)的高頻響應(yīng)隨加速度計(jì)的機(jī)械性能和安裝方法而變。在安裝牢固時(shí)，大多數(shù)加速度計(jì)呈現(xiàn)無(wú)阻尼單自由度系統(tǒng)的頻響特性。以±5%為要求的話，其頻率響應(yīng)約平整到安裝共振頻率的五分之一。如果加適當(dāng)?shù)男拚驍?shù)，則可在更高的頻率上得到有用的數(shù)據(jù)。
●溫度響應(yīng)
傳感器靈敏度隨溫度的變化，稱(chēng)為傳感器的溫度響應(yīng)。用測(cè)試溫度下的靈敏度與室溫下的靈敏度之差相對(duì)于室溫靈敏度的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。
常用壓電加速度計(jì)的溫度范圍為零度以下至+177°C 或 +260°C。某些特定型號(hào)，低溫可達(dá)絕對(duì)零度，高溫可達(dá)760°C。很多種壓電加速度計(jì)設(shè)計(jì)型式在很寬的溫度范圍內(nèi)的溫度響應(yīng)很平。壓阻式、變電容式加速度計(jì)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(yīng)的傳感器在瞬變溫度作用下將產(chǎn)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(chēng)為瞬變溫度靈敏度。
在溫度產(chǎn)生變化時(shí)，壓電元件會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)，這稱(chēng)之為熱釋電效應(yīng)。試件或氣流溫度的突變會(huì)引起這種溫度變化。大多數(shù)情況下這種效應(yīng)是很低頻的，只有信號(hào)適調(diào)儀的響應(yīng)在1赫以下，才能檢測(cè)到。如果信號(hào)適調(diào)儀有級(jí)間高通濾波器，則應(yīng)特別注意，熱釋電信號(hào)可能會(huì)使放大器飽和，使它短時(shí)間不工作。
基座隔離式，剪切式，隔離剪切式設(shè)計(jì)的熱釋電效應(yīng)較小。壓阻式，變電容式的這種效應(yīng)是可以忽略的。
●橫向靈敏度
對(duì)于單向測(cè)量來(lái)說(shuō)，要求加速度計(jì)不得對(duì)被測(cè)物體的橫向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生任何響應(yīng)是十分必要的。但加速度計(jì)不可能是無(wú)缺的，總是有一定的橫向靈敏度，它與橫向振動(dòng)的方向有關(guān)，其橫向靈敏度一般為軸向靈敏度的1～5%。恩德福克對(duì)每個(gè)加速度計(jì)進(jìn)行橫向靈敏度校準(zhǔn)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(lì)時(shí)傳感器的靈敏度，稱(chēng)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(chēng)為橫向靈敏度比。
●旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈敏度
某些直線振動(dòng)傳感器對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是敏感的。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)必須小心。以免造成測(cè)量誤差。
●基座應(yīng)變靈敏度
在傳感器基座產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)會(huì)引起不應(yīng)有的信號(hào)輸出，該輸出值與傳感器靈敏度和應(yīng)變值乘積的比值，稱(chēng)為基座應(yīng)變靈敏度。
在某些試驗(yàn)中，加速度計(jì)安裝處可能會(huì)存在動(dòng)態(tài)彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉伸等。由于與應(yīng)變區(qū)緊密接觸，加速度計(jì)底座也會(huì)發(fā)生應(yīng)變。部分應(yīng)變會(huì)傳給敏感元件，從而產(chǎn)生與振動(dòng)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的輸出信號(hào)。
剪切式設(shè)計(jì)的加速度計(jì)要比壓縮式的對(duì)基座應(yīng)變的敏感程度小一個(gè)數(shù)量級(jí)。應(yīng)用絕緣安裝螺釘或粘貼式轉(zhuǎn)接件可以減小這種影響。
●磁靈敏度
傳感器被置于磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生的不應(yīng)有的信號(hào)輸出，該輸出值與傳感器靈敏度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度乘積的比值，稱(chēng)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(huì)引起靈敏度發(fā)生變化。施加1/2倍規(guī)定安裝力矩或施加2倍規(guī)定安裝力矩時(shí)的靈敏度與施加規(guī)定安裝力矩時(shí)的靈敏度大差值，相對(duì)于施加規(guī)定安裝力矩時(shí)靈敏度的比值的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為安裝力矩靈敏度。
●特殊環(huán)境的響應(yīng)
在強(qiáng)靜電場(chǎng)、交變磁場(chǎng)、射頻場(chǎng)、聲場(chǎng)、電纜影響、核輻射等的特殊環(huán)境下，某些傳感器會(huì)受到嚴(yán)重的影響，這些物理因素將引起傳感器產(chǎn)生亂真響應(yīng)。
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輸出型式
這個(gè)是最先需要考慮的。這個(gè)取決于你系統(tǒng)中和加速度傳感器之間的接口。一般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的，比如2.5V對(duì)應(yīng)0g的加速度，2.6V對(duì)應(yīng)于0.5g的加速度。數(shù)字輸出一般使用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)。
如果你使用的微控制器只有數(shù)字輸入，比如BASIC Stamp，那你就只能選擇數(shù)字輸出的加速度傳感器了，但是問(wèn)題是你必須占用額外的一個(gè)時(shí)鐘單元用來(lái)處理PWM信號(hào)，同時(shí)對(duì)處理器也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。
如果你使用的微控制器有模擬輸入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常簡(jiǎn)單的使用模擬接口的加速度傳感器，所需要的就是在程序里加入一句類(lèi)似"acceleration=read_adc()"的指令，而且處理此指令的速度只要幾微秒。
測(cè)量軸數(shù)量
對(duì)于多數(shù)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，兩軸的加速度傳感器已經(jīng)能滿(mǎn)足多數(shù)應(yīng)用了。對(duì)于某些特殊的應(yīng)用，比如UAV，ROV控制，三軸的加速度傳感器可能會(huì)適合一點(diǎn)。
最大測(cè)量值
如果你只要測(cè)量機(jī)器人相對(duì)于地面的傾角，那一個(gè)±1.5g加速度傳感器就足夠了。但是如果你需要測(cè)量機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能，±2g也應(yīng)該足夠了。要是你的機(jī)器人會(huì)有比如突然啟動(dòng)或者停止的情況出現(xiàn)，那你需要一個(gè)±5g的傳感器。
靈敏度
一般來(lái)說(shuō)，越靈敏越好。越靈敏的傳感器對(duì)一定范圍內(nèi)的加速度變化更敏感，輸出電壓的變化也越大，這樣就比較容易測(cè)量，從而獲得更精確的測(cè)量值。最小加速度測(cè)量值也稱(chēng)最小分辨率，考慮到后級(jí)放大電路噪聲問(wèn)題，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離最小可用值，以確保優(yōu)良信噪比。最大測(cè)量極限要考慮加速度計(jì)自身的非線性影響和后續(xù)儀器的最大輸出電壓，估算方法：最大被測(cè)加速度×傳感器的電荷 / 電壓靈敏度。
以上數(shù)值是否超過(guò)配套儀器的最大輸入電荷 / 電壓值，建議如已知被測(cè)加速度范圍可在傳感器指標(biāo)中的“參考量程范圍"中選擇（兼顧頻響、重量），同時(shí)，在頻響、重量允許的情況下，靈敏度可考慮高些，以提高后續(xù)儀器輸入信號(hào)，提高信噪比。
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