加速度計原理

1. 加速度計原理——簡介

加速度計是測量運(yùn)載體線加速度的儀表。在飛行控制系統(tǒng)中，加速度計是重要的動態(tài)特性校正元件。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，高精度的加速度計是最基本的敏感元件之一。在各類飛行器的飛行試驗(yàn)中，加速度計是研究飛行器顫振和疲勞壽命的重要工具。

2. 加速度計原理——組成

加速度計由檢測質(zhì)量(也稱敏感質(zhì)量)、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。檢測質(zhì)量受支承的約束只能沿一條軸線移動，該軸被稱為輸入軸或敏感軸。當(dāng)儀表殼體隨著運(yùn)載體沿敏感軸方向作加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓定律，具有一定慣性的檢測質(zhì)量力圖保持其原來的運(yùn)動狀態(tài)不變。

加速度計與殼體之間將產(chǎn)生相對運(yùn)動，使彈簧變形，于是檢測質(zhì)量在彈簧力的作用下隨之加速運(yùn)動。當(dāng)彈簧力與檢測質(zhì)量加速運(yùn)動時產(chǎn)生的慣性力相平衡時，檢測質(zhì)量與殼體之間便不再有相對運(yùn)動，這時彈簧的變形反映被測加速度的大小。電位器作為位移傳感元件把加速度信號轉(zhuǎn)換為電信號，以供輸出。加速度計本質(zhì)上是一個一自由度的振蕩系統(tǒng)，須采用阻尼器來改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。

3. 加速度計原理——工作原理

加速度計是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。 所謂的壓電效應(yīng)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(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為"正壓電效應(yīng)"。

加速度計有兩種：一種是角加速度計，是由陀螺儀(角速度傳感器)的改進(jìn)的;另一種就是線加速度計，下面分別介紹兩種加速度計的原理：

角加速度計的原理類似加速度計，它的外盒裝在轉(zhuǎn)動物體上，由于角加速度，在參考質(zhì)量上產(chǎn)生切向動載荷，可輸出與切向加速度或角加速度大小成比例的信號。隨被測運(yùn)動物體和測量要求的不同，加速度計有各種原理和實(shí)現(xiàn)方式。如在飛行器上，有按陀螺原理設(shè)計的陀螺加速度儀等。

線加速度計的原理是慣性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量)。我們只需要測量F即可得到加速度。