Кварцовий акселерометр і кварцовий вібраційний акселерометр мають певну схожість у своїх принципах роботи, але вони принципово відрізняються структурою та методами вимірювання. Обидва засновані на датчиках з кварцового матеріалу, але їх конструкції та сфери застосування відрізняються.
Кварцовий акселерометр
Як згадувалося раніше, кварцовий акселерометр переважно використовує п’єзоелектричний ефект для вимірювання прискорення. Коли кристал кварцу піддається прискоренню або силі, він зазнає незначної деформації, утворюючи електричний заряд. Ці зміни заряду використовуються для вимірювання величини та напрямку прискорення.
Основний принцип роботи:
- Коли об'єкт прискорюється, внутрішня структура, яка включає пружину та блок маси, зміщується. Це зміщення визначається п’єзоелектричним датчиком, прикріпленим до кварцового матеріалу. Відгук заряду від кристала кварцу перетворюється в сигнал прискорення.
- Потім ці сигнали обробляються та перетворюються на корисні виходи (зазвичай напруга або поточні сигнали).
Акселерометр Quartz Vibrating Beam
Акселерометр Vibrating Bear Quartz розроблений на основі принципу вібраційного променя . Зазвичай він використовує вібруючий промінь з кварцу (як правило, невеликий кварцовий промінь), щоб відчути прискорення. Частота вібраційного променя змінюється з прискоренням, і ця зміна може бути виявлена електронною системою.
Принцип роботи показаний на малюнку 1. Схема збудження застосовує п'єзоелектричне збудження до кварцового вібраційного променя, внаслідок чого він зазнає вібрацій згинання в його резонансній точці частоти. Масовий блок перетворює зовнішнє вхідне прискорення в осьову силу, що діє на вібраційний промінь. Поєднуючи силою частоту характеристик вібраційного променя, резонансна частота змінюється шляхом зміни жорсткості променя. Різниця частоти між двома вібраційними променями виявляється для отримання величини та напрямку прискорення.
Основний принцип роботи:
- Вібраційний промінь : Акселерометр містить фіксований кварцовий промінь, який вібрує на певній частоті. Коли прискорення застосовується до акселерометра, рух променя змінює його вібраційну частоту.
- Зміна частоти : Частота вібрації пучка пропорційна прикладеному прискоренню. У міру зміни прискорення деформація вібраційного променя спричиняє зміну його вібраційної частоти, яка виявляється та перетворюється електронною схемою для обчислення прискорення.
- Метод вимірювання : Акселерометри вібраційного променя кварцу зазвичай пропонують високу чутливість та стабільність, що робить їх придатними для високоточних вимірювань прискорення.
Ключові відмінності:
| Особливість | Кварцовий акселерометр | Акселерометр Quartz Vibrating Beam |
|---|---|---|
| Принцип дії | На основі п'єзоелектричного ефекту кварцових кристалів, виявлення варіації заряду | На основі принципу вібраційного променя, виявлення змін частоти |
| Зондувальний елемент | Кварц Кристал (використовуючи п'єзоелектричний ефект) | Кварцовий промінь (принцип вібраційного променя) |
| Вихідний сигнал | Варіація заряду (перетворена на електричний сигнал) | Варіація частоти (перетворена на сигнал прискорення) |
| Поле застосування | Зазвичай використовується для високоточного, низькочастотного вимірювання прискорення | Більш підходить для високоточних, широких динамічних та частотних вимірювань |
| Стабільність | Відмінна стабільність температури та стійкість до перешкод | Також дуже стабільно, особливо підходить для вимірювання невеликих варіацій |
Короткий зміст:
- Кварцовий акселерометр в першу чергу покладається на п'єзоелектричний ефект , зондування прискорення шляхом вимірювання варіацій заряду в кристалі кварцу. Він підходить для загальних вимірювань прискорення, особливо в низькочастотних діапазонах.
- Акселерометр Vibrating Bear Quartz , заснований на принципі вібраційного променя , обчислює прискорення шляхом вимірювання змін частоти в кварцовому промені. Він пропонує більш високу чутливість і ідеально підходить для додатків, що потребують більшої точності та широкої частотної відповіді.
Хоча вони відрізняються за принципами, структурою та застосуванням, обидва покладаються на унікальні властивості кварцових матеріалів для досягнення високоточного вимірювання прискорення.
