壓阻型

　　壓阻型加速度傳感器是另一種廣泛應用的直流響應加速度傳感器。不同于電容型加速度傳感器通過電容的變化測量加速度，壓阻型加速度傳感器通過應變電阻值的變化輸出加速度信號，應變電阻是傳感器慣性感應系統的一部分。很多工程師熟悉應變片，并知道如何測量其輸出。大多數的壓阻型傳感器對溫度變化敏感，因而需要對其輸出信號在傳感器內部或外部做溫度補償。現代壓阻型加速度傳感器包含一個專用集成電路做在板信號處理，也包含溫度補償。

壓阻型加速度傳感器的工作頻率可達5000Hz。許多壓阻型加速度傳感器要么采用空氣阻尼（MEMS型），要么采用液體阻尼（粘貼應變片型）。阻尼特性是選擇傳感器的一個重要因素。某些應用下，輸入的機械振動包含高頻成份（或激發高頻響應），帶阻尼的傳感器可以防止本身產生振鈴（諧振），從而保留或增大了可用動態范圍。由于壓阻型加速度傳感器的輸出是差分的純電阻信息，信噪比通常很好；其動態范圍僅受限于后接直流放大器的品質。對于高加速度沖擊測試，某些壓阻型加速度傳感器能夠測量到超出10000g的加速度。

　　由于具有寬的頻率響應能力。壓阻型加速度傳感器適合做脈沖、碰撞測試，在這些測試中頻率和加速度通常都很高。作為具有直流響應能力的傳感器，通過其加速度輸出，使用者可以得到無積分誤差的速度和位移信息。壓阻型加速度傳感器通常應用于汽車安全測試，武器測試，地震測試等。

　　小結

　　每種加速度傳感器技術都有其優缺點。在作出選擇之前，明確它們的區別和測試需求是非常重要的。首先也是最重要的是，對于需要測量靜態加速度或低頻加速度（<1Hz）的應用，或者需要用加速度計算速度和位移的應用，需要選擇具有直流響應的加速度傳感器。直流和交流響應的加速度傳感器都可以測量動態信號。當僅需要測量動態信號時，使用者可以各取所好。有些使用者不喜歡處理直流響應加速度傳感器的零點偏置，而更加喜歡交流耦合、單端輸出的壓電加速度傳感器。而另一些使用者不在乎處理零點偏置，習慣3線或4線接口，喜歡負載電阻自檢測試（shunt），和重力加速度自檢測試（2g 翻轉）功能。他們會選擇直流響應加速度傳感器。

　　總的來說：電荷輸出模式的壓電加速度傳感器是最耐久的一種設計，這主要由于它結構簡單，材料堅固可靠。對于高溫(>125°C)動態測試，電荷輸出模式的壓電加速度傳感器是毫無疑問的選擇，也是唯一的選擇。對于電荷輸出模式的壓電加速度傳感器，配備低噪聲同軸電纜和電荷放大器（或在線電荷轉換器）是必須的。

　　電壓輸出型壓電加速度傳感器是最常用于動態測試的。其具有小的尺寸，寬的帶寬，內置電荷放大器使得其與現有儀器或數據采集器（具有IEPE/ICP接口）可以直接連接。電壓輸出型壓電加速度傳感器一般用于125°C以下的應用，但是由于其輸出阻抗低，不需要使用低噪聲同軸電纜。

　　電容型加速度傳感器通常設計成零界阻尼或過阻尼狀態，適合做低頻測試。其低成本，SMD封裝的器件適合汽車、消費品等大批量的應用，這些應用對精度的要求往往不高。價格更昂貴的儀用級別的MEMS結構電容型加速度傳感器具有良好的零點穩定性和較低的噪聲。電容型加速度傳感器一般都具有低的輸出阻抗，2～5V的輸出擺幅，需要穩定的直流電壓供電。

　　壓阻型加速度傳感器種類很多，具有不同的頻率響應范圍和動態范圍。作為具有直流響應的傳感器，它們能夠測試靜態加速度，進而準確的計算速度和位移。壓阻型加速度傳感器的頻率響應帶寬足夠做大部分的動態測試。它們的阻尼可以設計成不同值（ =0.1～0.8），這使得它們適應不同的測試條件，包括沖擊測試。純壓阻型加速度傳感器（不包含信號調理電路）可以制作得很小很輕，具有中等輸出阻抗(<5000)和100 ～ 200 mV的滿量程輸出。而帶放大的壓阻型加速度傳感器（內置信號調理芯片）具有較低的輸出阻抗(<100)和2～5V的滿量程輸出。

　　注釋及參考文獻
　　A. G. Piersol, T.L. Paez, Harris’ Shock and Vibration Handbook 6th Ed., p.10.9, McGraw-Hill, 2010
　　A. G. Piersol, T.L. Paez, Harris’ Shock and Vibration Handbook 6th Ed., p.15.19, McGraw-Hill, 2010
　　ICP 是PCB公司經注冊的商標.  市場上有很多不同公司關于此類傳感器的商標.

　　轉載請注明來源：賽斯維傳感器網（www.sensorway.cn）