кварцевого акселерометра и вибрирующего луча кварца имеют некоторые сходства в своих принципах работы, но они в основном различаются по структуре и методам измерения. Оба основаны на кварцевых датчиках материала, но их конструкции и области применения различны.
Кварцевый акселерометр
Как упоминалось ранее, акселерометр кварца в основном использует пьезоэлектрический эффект для измерения ускорения. Когда кварцевый кристалл подвергается ускорению или силе, он подвергается небольшой деформации, генерируя электрический заряд. Эти изменения заряда используются для измерения величины и направления ускорения.
Основной принцип работы:
- Когда объект ускоряется, внутренняя структура, которая включает в себя пружину и массовый блок, вытесняет. Это смещение определяется пьезоэлектрическим датчиком, прикрепленным к кварцевому материалу. Отклик заряда от кристалла кварца преобразуется в сигнал ускорения.
- Эти сигналы затем обрабатываются и преобразуются в полезные выходы (обычно напряжение или токовые сигналы).
Акселерометр вибрирующего луча кварца
Акселерометр вибрирующего луча кварца спроектирован на основе принципа вибрирующего луча . Обычно он использует вибрирующий блок кварцевого материала (обычно маленький кварцевый луч), чтобы почувствовать ускорение. Частота вибрирующего пучка изменяется с ускорением, и это изменение может быть обнаружено электронной системой.
Принцип работы показан на рисунке 1. Схема возбуждения применяет пьезоэлектрическое возбуждение к вибрирующему пучке кварца, заставляя ее подвергаться изгибающим вибрациям в своей резонансной частоте. Массовый блок преобразует внешнее входное ускорение в осевую силу, действующую на вибрирующую луч. Объединяя силовые характеристики вибрирующего луча, резонансная частота изменяется путем изменения жесткости луча. Разница частот между двумя вибрирующими балками обнаруживается для получения величины и направления ускорения.
Основной принцип работы:
- Вибрирующий луч : Акселерометр содержит фиксированный кварцевый луч, который вибрирует на определенной частоте. Когда ускорение применяется к акселерометру, движение луча изменяет его частоту вибрации.
- Изменение частоты : частота вибрации луча пропорциональна приложенному ускорению. По мере изменения ускорения деформация вибрирующего пучка вызывает изменение его частоты вибрации, которая обнаруживается и преобразуется электронной схемой для расчета ускорения.
- Метод измерения : акселерометры вибрирующих пучков кварца обычно обеспечивают высокую чувствительность и стабильность, что делает их подходящими для измерений ускорения с высоким разрешением.
Ключевые различия:
| Особенность | Кварцевый акселерометр | Акселерометр вибрирующего луча кварца |
|---|---|---|
| Принцип работы | Основываясь на пьезоэлектрическом эффекте кристаллов кварца, обнаружение изменений заряда | Основываясь на принципе вибрирующего луча, обнаружение изменений частоты |
| Чувствительный элемент | Кварц -кристалл (с использованием пьезоэлектрического эффекта) | Кварцевый луч (принцип вибрации балки) |
| Выходной сигнал | Изменение заряда (преобразовано в электрический сигнал) | Изменение частоты (преобразовано в сигнал ускорения) |
| Поле приложения | Обычно используется для высококвалифицированного измерения ускорения. | Более подходит для высокого разрешения, широкого динамического диапазона и чувствительных к частоте измерений |
| Стабильность | Отличная стабильность температуры и сопротивление помехи | Также очень стабильный, особенно подходит для измерения небольших вариаций |
Краткое содержание:
- Кварц акселерометр в первую очередь опирается на пьезоэлектрический эффект , определяя ускорение путем измерения изменений заряда в кристалле кварца. Он подходит для общих измерений ускорения, особенно в низкочастотных диапазонах.
- Акселерометр вибрирующего луча кварца , основанный на принципе вибрирующего луча , вычисляет ускорение, измеряя частотные изменения в кварцевом луче. Он обеспечивает более высокую чувствительность и идеально подходит для применений, требующих большей точности и широкой частотной характеристики.
В то время как они различаются по принципам, структуре и применению, оба полагаются на уникальные свойства кварцевых материалов для достижения высокого ускорения измерения.
