加速度傳感器通常分為兩種類型:交流響應(yīng)型和直流響應(yīng)型。
在交流響應(yīng)加速度傳感器中,顧名思義,輸出是交流耦合的。交流耦合器件不能用于測量重力、恒定離心加速度等靜態(tài)加速度。它只適用于測量動(dòng)態(tài)事件。
另一方面,直流響應(yīng)加速度傳感器是直流耦合的,可對零赫茲做出響應(yīng)。因此,它可用于測量靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)加速度。但測量靜態(tài)加速度并非選擇直流響應(yīng)加速度傳感器的唯一原因。
電容式加速度傳感器(基于加速度下慣性質(zhì)量的電容變化)是目前制造加速度傳感器常用的技術(shù)。安全氣囊、移動(dòng)設(shè)備等大型商業(yè)應(yīng)用廣泛采用了這一技術(shù)。他們利用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)制造技術(shù)給大批量應(yīng)用帶來了規(guī)模效應(yīng),從而降低了制造成本。但是,這種廉價(jià)的電容式加速度傳感器通常存在信噪比較差、動(dòng)態(tài)范圍有限等缺點(diǎn)。所有電容器件都有一個(gè)固有特性:內(nèi)部裝有時(shí)鐘。時(shí)鐘頻率(~500kHz)是電流檢測電路的一個(gè)重要組成部分,但由于內(nèi)部泄漏原因,它始終存在于輸出信號(hào)中。高頻噪聲可能與加速度的測量范圍相距甚遠(yuǎn),但它與信號(hào)卻形影不離。由于內(nèi)置了放大器/IC,其3線(或4線差分輸出)電氣接口是直接的,只需要一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓源供電。
電容式加速度傳感器的帶寬大多限定在幾百赫茲(某些設(shè)計(jì)可提供高達(dá)1500Hz的帶寬),部分原因在于其物理幾何形狀和重氣態(tài)阻尼。電容式傳感器的結(jié)構(gòu)對較低的加速度測量范圍也較為有利。最大范圍通常限制在200g以下。除了上述限制以外,先進(jìn)的電容式加速度傳感器(特別是儀表級器件)能夠提供良好的線性度和高輸出穩(wěn)定性。
電容式加速度傳感器適合用于比較重視成本的車載監(jiān)控應(yīng)用。此外,它們還適用于測量g值也很低的低頻運(yùn)動(dòng),如土木工程中的振動(dòng)測量。