В дальнейшем конструирование акселерометров развивалось в направлении использования эффекта резонанса

Такие устройства стали выпускаться в промышленных масштабах вскоре после пьезорезистивных датчиков. Их активно применяют в системах управления автомобиля. Температурная стабильность достигается подбором материалов с близкими коэффициентами теплового расширения для кантилевера, несущей опоры и подложки. Кроме этого для улучшения характеристики используется защитный электрод. Эта структура была усовершенствована с применением метода конечных элементов настолько, что с ее помощью можно измерять малые ускорения. Один из первых коммерческих емкостных акселерометров был выпущен фирмой «Аналог Дивайс» (США).

В пьезоэлектрическом методе кремниевая мембрана или кантелевер используются лишь как чувствительный элемент на механическое воздействие. Как известно, в кремнии пьезоэффект не наблюдается. Следовательно, для получения пьезоэффекта сенсоры на основе кремния необходимо покрыть тонкой пленкой пьезоэлектрика, например оксида цинка. Достоинством пьезоэлектрических сенсоров является их способность работать в более широком температурном диапазоне и меньшие размеры. Однако существенным недостатком таких сенсоров являются большие токи утечки. Это проявляется в том, что, при измерении установившегося значения ускорения, показания датчика становятся нулевыми через несколько секунд. Указанный недостаток ограничивает область применения пьезоэлектрических акселерометров измерением вибраций. Они к тому же более дорогие, чем датчики, описанные ранее.

В дальнейшем конструирование акселерометров развивалось в направлении использования эффекта резонанса. Основная концепция подобна представленной ранее для датчиков давления. Измеряется не отклонение инерционной массы, а изменение модуля упругости материала подвеса, связанное с изменением механических напряжений. Изменение упругости приводит к изменению собственной частоты миниатюрной гибкой структуры. Пьезоэлектрические возбуждающие и чувствительные элементы используются в цепи обратной связи для сохранения состояния резонанса. Резонансная частота является выходным сигналом, по которому определяют ускорение.

В последнее время появляются конструкции датчиков, использующие метод уравновешивающих сил. Суть метода заключается в использовании магнитного или электрического поля для противодействия силе, вызывающей ускорение. При этом инерционная масса практически не перемещается. Следовательно, достигается лине

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector