重力感应器原理是什么

生活小百事通 2025年08月27日 阅读 (56)

重力感应器简介:

重力感应器,又称重力传感器,新型属传感器技术,它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器,与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点,完成从重力变化到电信号的转换。前绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器,如苹果的系列产品iphone和iPad,Android系列的手机等。

重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转,在玩游戏可以代替上下左右,比如说玩赛车游戏,可以不通过按键,将手机平放,左右摇摆就可以代替模拟机游戏的方向左右移动了。

重力感应器原理是什么(1)

重力感应器工作原理:

重力传感器是根据压电效应的原理来工作的,所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场,这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。

重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。当然,还有很多其它方法来制作加速度传感器,比如电容效应,热气泡效应,光效应,但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

重力感应器应用:

1:通过重力传感器测量由于重力引起的加速度,可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候,你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是当前工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。

2:加速度传感器可以帮助仿生学机器人了解它当前身处的环境。是在爬山,还是在走下坡,是否摔倒。或者对于飞行类的机器人来说,对于控制姿态也是至关重要的。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。

3:重力传感器可以用来分析发动机的振动。

4:重力传感器在进入消费电子市场之前,实际上已被广泛应用于汽车电子领域,主要集中在车身操控、安全系统和导航,典型的应用如汽车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。

制造工艺对称重传感器稳定性的影响

在称重传感器生产的全过程中,稳定而有效的制造工艺,完善而精细的补偿措施是两个非常重要的环节。提高称重传感器稳定性的重要途径就是采取各种技术和工艺措施,使其性能变化减至最小。可以说这两个环节决定了产品的稳定性,或者说称重传感器的稳定性反映了该传感器生产单位制造工艺和补偿技术的水平。这就是从事称重传感器研究和生产的人们常说的“传感器是工艺品,必须精雕细刻”,传感器是技巧密集型产品,人为的因素对精度和稳定性影响极大”。我们来讨论一下制造工艺对称重传感器稳定性的影响以及提高稳定性的一些方法。

一.机械加工工艺

弹性元件的机械加工和热处理工艺对称重传感器精度的稳定性影响较大。由于弹性元件的材料、结构、尺寸不同,各单位的设备和生产条件不同,无统一的加工工艺。但有一点是共同的,即在进行机械加工时,应严格保证应变区的尺寸精度和表面光洁度,要防止产生较大的表面残余应力。包括以后进行的各种制造工艺在内,研究在工艺实施过程中如何尽量步产生残余应力是第一位的,研究在工艺实施后如何消除残余应力是第二位的。因为弹性元件残余应力的释放过程,就是称重传感器的初始不稳定时期。如果在生产过程中残余应力产生得较少,通过各种稳定处理工艺就消除得较快,可以大大的缩短初始不稳定期,而使称重传感器尽快进入稳定期。

二. 稳定处理工艺

稳定处理也称老炼处理, 其目的是消除弹性元件因锻造,机械加工、热处理产生的残余应力,消除贴片固化时,由于施加压力和固化水分子逸出等原因,使胶层发生收缩而产生的残余应力。这些残余应力的释放如同端部效应一样,直接影响传感器的稳定性。一般贴片前和贴片后都对弹性元件进行稳定处理,稳定处理的方法很多,主要有高温处理,低温深冷,脉动疲劳,超载静压以及温度老化,电老化,磁老化等。这些稳定处理方法对消除弹性元件的残余应力和贴片表面胶层内的残余应力都有明显效果。同时又相当于在较短时间内模拟了漫长时间内弹性元件、应变片、应变粘接剂等自然工作过程,即使弹性元件的应力分布均匀,又扩大了粘接剂的温度极限,增加了弹性模量,使称重传感器尽快进入稳定期。对于一种称重传感器产品来说并不是全部实施上述各种稳定处理方法,而是根据称重传感器的材料、结构、用途、制造工艺等选择某几种配套使用。

三. 锻造及热处理工艺

弹性元件毛坯锻造及楹加工后的热处理工艺,直接影响称重传感器的稳定性。锻造的目的除节省原材料,减少切削加工量外, 主要是使材料的组织更致密,使金属流线保持连续、规整,无交叉,无重叠,为弹性元件打下良好的基础。在材料的化学成分、冶炼条件、锻造工艺都决定了的条件下,热处理对提高称重传感器的稳定性起重要作用。首先通过热处理要使材料的残余奥氏体尽量少, 即要使材料的残余奥氏体在回火过程中尽可能的分解。因为残余奥氏体转变为马氏体,是由面心立方结构转变为体心立方结构,这样多余的炭原子会使晶格歪扭,导致体积涨大,造成尺寸变化,而出现不稳定。热处理主要是控制弹性元件的硬度,实践证明,弹性元件硬度的变化对传感器性能有较大的影晌。同种材料,不同结构不同用途的传感器,其硬度要求也不同。其次是尽量减少残余应为。即在精加工后,进行真空回火处理或二次真空回火处理。真空回火的温度应比回火温度稍低,以不引起组织和其它性能的变化。实验证明,一次或二次真空回火处理,能很大程度的消除弹性元件表面的残余应力。

重力感应器简介:

重力感应器,又称重力传感器,新型属传感器技术,它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器,与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点,完成从重力变化到电信号的转换。绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器,如苹果的系列产品iphone和iPad, Android系列的手机等。

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