可变电容加速度传感器是基于电容变化原理的非接触式惯性传感器,通过检测质量块位移引起的电容极板间距 / 面积变化,将加速度信号转换为电信号。它具有精度高、功耗低、抗干扰能力强等特点,广泛应用于工业监测、汽车电子、航空航天等领域。
它基于平行板电容器公式(C = εA/d)。当传感器感受到加速度时,内部的质量块会因惯性产生位移,带动可动电极(通常是弹性膜片)移动,从而改变与固定电极之间的间距(d)或重叠面积(A)。这个微小的物理变化被转换为电容值的变化,再通过精密的ASIC电路检测出来,输出与加速度成比例的电压信号。
结构特点
差动电容结构:采用固定电极与弹性膜片可动电极构成的差动电容,提高灵敏度和线性度。
MEMS技术制造:基于微机电系统(MEMS)技术,实现传感器的小型化、低功耗和集成化。
集成温度传感器:部分型号集成温度传感器,用于补偿温度对测量结果的影响。
高精度:电容变化与加速度成正比,测量结果准确可靠。
低功耗:MEMS技术实现传感器的小型化和低功耗设计。
可靠性强:无机械运动部件(如压电式中的晶体),减少磨损和故障风险。
环境适应性好:受温度影响较小,适合各种恶劣环境。
使用注意事项
安装方向:传感器的敏感轴需与被测加速度方向一致,否则会产生测量误差。
温度补偿:高精度应用需选择内置温度补偿的型号,或外接补偿电路。
抗干扰处理:信号调理电路需远离强电磁场,电源端加滤波电容,减少噪声干扰。
定期校准:长期使用后需校准零点和灵敏度,确保测量精度。