什么是MEMS傳感器？

MEMS是micro electro mechanical system微電子機(jī)械系統(tǒng)的縮寫，這種微電子制造技術(shù)適用于任何傳感器的制造。這些技術(shù)，通常在硅晶體上蝕刻，創(chuàng)造微觀尺寸的機(jī)械傳感結(jié)構(gòu)。當(dāng)與微電路耦合時(shí)，MEMS傳感器可以用于測(cè)量例如加速度之類的物理參數(shù)。不同于ICP®傳感器，MEMS傳感器測(cè)量頻率低至0Hz(靜態(tài)或者DC加速度)。PCB®制造兩種類型的MEMS加速度計(jì)，上海PCB單軸加速度傳感器品質(zhì)保障，可變電容式和壓阻式。可變電容（VC）MEMS加速度計(jì)主要是低幅值，高靈敏度設(shè)備，用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和恒定加速度的測(cè)量。壓阻（PR）MEMS加速度計(jì)主要是高量程，低靈敏度設(shè)備，用于沖擊和危險(xiǎn)物應(yīng)用。      

PCB®的VC MEMS加速度計(jì)有型號(hào)3711E，3713E和3741E系列。PCB®的壓阻MEMS加速度計(jì)有型號(hào)3501,3503,3641，上海PCB單軸加速度傳感器品質(zhì)保障,3651以及3991。

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加速度技術(shù)指標(biāo)：

●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。

●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，稱為傳感器的溫度響應(yīng)。用

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)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。

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超聲波檢測(cè)方式:

根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象的體積、材質(zhì)、以及是否可移動(dòng)等特征，超聲波傳感器采用的檢測(cè)方式有所不同，常見的檢測(cè)方式有如下四種：

穿透式：發(fā)送器和接受端分別位于兩側(cè)，當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象從它們之間通過時(shí)，根據(jù)超聲波的衰減（或遮擋）情況進(jìn)行檢測(cè)。

限定距離式：發(fā)送器和接受端位于同一側(cè)，當(dāng)限定距離內(nèi)有被檢測(cè)對(duì)象通過時(shí)，根據(jù)反射的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。

限定范圍式：發(fā)送器和接受端位于限定范圍的中心，反射板位于限定范圍的邊緣，并以無被檢測(cè)對(duì)象遮擋時(shí)的反射波衰減值作為基準(zhǔn)值。當(dāng)限定范圍內(nèi)有被檢測(cè)對(duì)象通過時(shí)，根據(jù)反射波的衰減情況（將衰減值與基準(zhǔn)值比較）進(jìn)行檢測(cè)。

回歸反射式：發(fā)送器和接受端位于同一側(cè)，以檢測(cè)對(duì)象（平面物體）作為反射面，根據(jù)反射波的衰減情況進(jìn)行檢測(cè)。

電渦流傳感器要求：

對(duì)被測(cè)體的要求

為了防止電渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響儀器的正常輸出安裝時(shí)傳感器頭部四周必須留有一定范圍的非導(dǎo)電介質(zhì)空間，如果在某一部位要同時(shí)安裝兩個(gè)以上的傳感器，就必須考慮是否會(huì)產(chǎn)生交叉干擾，兩個(gè)探頭之間一定要保持規(guī)定的距離，被測(cè)體表面積應(yīng)為探頭直徑3倍以上，當(dāng)無法滿足3倍的要求時(shí)，可以適當(dāng)減小，但這是以降低靈敏度為代價(jià)的，一般是探頭直徑等于被測(cè)體表面積時(shí)，靈敏度降低至70%，所以當(dāng)靈敏度要求不高時(shí)可適當(dāng)縮小測(cè)量表面積。

對(duì)工作的溫度的要求

一般進(jìn)口渦流傳感器最高溫度不大于180℃，而國產(chǎn)的只能達(dá)到120℃，并且這些數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)廠家，據(jù)相關(guān)的各種資料分析，實(shí)際上，工作溫度超過70℃時(shí)，電渦流傳感器的靈敏度會(huì)明顯降低，甚至?xí)斐蓚鞲衅鞯膿p壞，在核電站工業(yè)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造、火箭發(fā)射、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)、冶金鋼鐵熔爐等領(lǐng)域必要耐高溫的電渦流傳感器耐受性必須很高，據(jù)悉英國真尚有集團(tuán)電渦流傳感器設(shè)計(jì)工程師成功研發(fā)出了能夠耐受上千攝氏度的此類傳感器。電渦流傳感器的靈敏度受溫度的影響，在軸振測(cè)量中安裝使用電渦流傳感器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離汽封，只有特制的耐高溫傳感器如高低溫電渦流傳感器才能用于安裝汽封附近。

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傳感器按作用形式分如下：

按作用形式可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。

主動(dòng)型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對(duì)被測(cè)對(duì)象能發(fā)出一定探測(cè)信號(hào)，能檢測(cè)探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中所產(chǎn)生的變化，或者由探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生某種效應(yīng)而形成信號(hào)。檢測(cè)探測(cè)信號(hào)變化方式的稱為作用型，檢測(cè)產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號(hào)方式的稱為反作用型。雷達(dá)與無線電頻率范圍探測(cè)器是作用型實(shí)例，而光聲效應(yīng)分析裝置與激光分析器是反作用型實(shí)例。

被動(dòng)型傳感器只是接收被測(cè)對(duì)象本身產(chǎn)生的信號(hào)，如紅外輻射溫度計(jì)、紅外攝像裝置等。

傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等大類。

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加速度具體運(yùn)用場(chǎng)合：

汽車安全

加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。

在安全應(yīng)用中，加速度計(jì)的快速反應(yīng)非常重要。安全氣囊應(yīng)在什么時(shí)候彈出要迅速確定，所以加速度計(jì)必須在瞬間做出反應(yīng)。通過采用可迅速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)而不是振動(dòng)不止的傳感器設(shè)計(jì)可以縮短器件的反應(yīng)時(shí)間。其中，壓阻式加速度傳感器由于在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用而發(fā)展較快。

游戲控制

加速度傳感器可以檢測(cè)上下左右的傾角的變化，因此通過前后傾斜手持設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲中物體的前后左右的方向控制，就變得很簡(jiǎn)單。

圖像自動(dòng)翻轉(zhuǎn)

用加速度傳感器檢測(cè)手持設(shè)備的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作及方向，實(shí)現(xiàn)所要顯示圖像的轉(zhuǎn)正。

電子指南針傾斜校正

磁傳感器是通過測(cè)量磁通量的大小來確定方向的。當(dāng)磁傳感器發(fā)生傾斜時(shí)，通過磁傳感器的地磁通量將發(fā)生變化，從而使方向指向產(chǎn)生誤差。因此，如果不帶傾斜校正的電子指南針，需要用戶水平放置。而利用加速度傳感器可以測(cè)量?jī)A角的這一原理，可以對(duì)電子指南針的傾斜進(jìn)行補(bǔ)償。

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