传感器专题——低频加速度传感器的技术原理及特点

低频加速度传感器的技术原理及特点

振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。

由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。

常用单位为：米/秒2（m/s2）或重力加速度（g）

描述振动信号的另一重要参数是信号的频率，绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号。因此对某一振动信号的测量实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量，对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。

传感器的灵敏度、低频噪声特性、动态响应范围用于低频测量的传感器。

一般要求有比较高的灵敏度以满足低频小信号的测量，但灵敏度的增加往往是有限的。虽然加速度传感器灵敏度是能达到10V/g或更高，但是灵敏度高往往带来其他的负面效应。

比如传感器的稳定性，抗过载能力，以及对周边环境干扰的敏感性。因此追求过高灵敏度并不一定能解决微小信号的测量，相反高分辨率和低噪声的传感器在工程应用中往往更容易解决实际问题。所以选用具有低电噪声的传感器在低频测量中尤为重要。为了表明传感器所能测量的最小信号大部分商业化的加速度计也都提供分辨率或电噪声指标。

国内绝大部分传感器的宽带电噪声指标一般都标为20μV，然而对低频小信号测量来说，仅提供宽频带的电噪声并不能完全反映传感器在低频范围内加速度测量的分辨率；这是因为由内置电路引起的低频噪声大小与频率的倒数成正比，即所谓1/f噪声，当测量频率很低时传感器的电噪声输出按指数幅度增长。所以传感器的低频电噪声的数值与宽带电噪声指标是完全不同的而且频率越低这种差别越明显。

因此用于甚低频测量的传感器其分辨率常用传感器输出电噪声的功率谱密度表示。此指标的实用意义是传感器在特定频率下的噪声大小，其单位是一般用（μV/√Hz）或（μg/√Hz）来表示。