1、应变加速度传感器通常指什么原理
应变式加速度传感器(应变加速度传感器)核心原理:惯性质量块受加速度产生惯性力 → 使弹性梁 / 弹性元件发生弹性形变(应变)→ 通过应变片(电阻应变计)把弹性体的应变转换成电阻变化,再经桥路输出电压信号。
结构:惯性质量块 + 弹性悬臂梁 / 弹性基体 + 金属 / 半导体应变片。
本质是电阻应变效应:导体 / 半导体受机械形变,电阻率 / 几何尺寸改变,电阻发生变化。
传统狭义的 “应变加速度传感器”,专指应变片(电阻应变)原理的加速度计。
2、压阻、电容加速度传感器,算不算应变加速度传感器?
① 压阻式加速度传感器
压阻效应:硅材料受应力,电阻率发生显著变化(半导体压阻效应)。
• 很多 MEMS 压阻加速度计结构:硅微梁 + 质量块,加速度让硅梁产生力学应变,硅梁本身就是压阻敏感电阻。
• 广义上:力学根源是应变;但行业命名习惯上,不叫 “应变加速度传感器”,单独叫压阻式加速度传感器。
• 区分:
○ 传统应变式:粘贴式应变片贴在金属弹性体上(金属应变片为主);
○ MEMS 压阻式:硅本体集成压阻电阻,无粘贴工序,半导体压阻效应。
行业术语习惯:应变式 = 粘贴应变片;压阻是独立大类,不归入应变式,尽管二者都来源于弹性体受力产生应变。
② 电容式加速度传感器
原理:加速度带动质量块(可动极板)位移,改变极板之间的电容,检测电容变化得到加速度。
敏感机理是电容变化,不是电阻应变效应。
❌电容型加速度传感器不属于应变加速度传感器。
虽然内部结构也会有弹性梁发生形变产生位移,但信号拾取不是靠应变 / 电阻,而是电容,原理大类完全不同。
简明对照表
传感器类型 |
信号转换机理 |
是否属于狭义应变加速度传感器 |
传统应变式加速度传感器 |
弹性体应变 → 粘贴应变片电阻变化 |
✅是 |
MEMS 压阻加速度传感器 |
硅梁受应变应力 → 硅的压阻效应电阻变化 |
❌行业习惯不归为应变式(物理根源有应变,但专有名称压阻式) |
MEMS 电容加速度传感器 |
弹性梁形变位移 → 极板电容改变 |
❌不属于 |
关键总结
1. 应变加速度传感器狭义定义:基于粘贴电阻应变片的应变效应的加速度传感器。
2. 压阻器件确实会发生力学应变,但因为利用的是半导体硅的压阻效应,器件工艺、敏感机理和传统粘贴应变片不一样,工程上单独归为压阻式,不叫应变式。
3. 电容加速度传感器,检测的是位移带来的电容变化,不属于应变加速度传感器。
容易混淆点:“有应变发生”≠“应变式传感器”;传感器命名看信号拾取的物理效应,不是看结构有没有变形。
