Een accelerometer is een inertiële sensor die de lineaire versnelling als gevolg van zwaartekracht kan meten. Dit kan breed worden toegepast in trillingsdetectie, standregeling, beveiligingsalarmen, consumententoepassingen, bewegingsherkenning en statusregistratie.

Er zijn veel soorten versnellingssensoren, zoals piëzoresistieve versnellingssensoren, flexibele versnellingssensoren, hydromagnetische levitatie-accelerometers, kwartscapacitieve accelerometers, MEMS-accelerometers, enz.

Versnellingssensoren zijn onderverdeeld in open-lus en gesloten-lus typen. Over het algemeen hebben open-lus sensoren lagere technische indicatoren en gesloten-lus sensoren. De technische indicatoren zijn relatief hoog.

Daarom, alleen rekening houdend met de technische indicatoren, zijn we van plan om gesloten-lus sensoren te gebruiken. Het volgende analyseert en vergelijkt de prestatievoordelen en nadelen van de vloeibare magnetische levitatie-accelerometer, de kwartscapacitieve accelerometer en de MEMS-accelerometer.

1.Vloeibare magnetische levitatie-accelerometer

De vloeibare magnetische levitatie-accelerometer is een accelerometer die veel wordt gebruikt in vroege MWD-instrumenten. Het is een slingeraccelerometer gebaseerd op een vloeibare zwevende slingeraccelerometer met driedimensionale maglev-centreringsregeling. De magnetische ophanging centrering vermindert verder het interferentietkoppel dat inwerkt op de zwevende slingerassemblage, en zorgt voor een zeer stabiele richting van de uitgangsas, en vermindert diverse willekeurige interferentietkoppel. De belangrijkste voordelen zijn goede trillingsbestendigheid, schokbestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid; het nadeel is dat het lang duurt om de normale werking te bereiken en slechte temperatuurkarakteristieken heeft. Het is geschikt voor allerlei hoogwaardige inertiële navigatiesystemen, kompassen en vluchtcontrolesystemen van satellieten en ruimtevaartuigen.

2. Kwartscapacitieve accelerometer

Kwartscapacitieve accelerometer is een versnellingsgevoelig apparaat ontwikkeld voor navigatie. Het instrument maakt gebruik van de piëzo-elektrische eigenschappen van kwartskristal zelf om de stijve balk als resonantie-element aan te drijven. Het kwartskristalmateriaal heeft een goede mechanische stabiliteit en elimineert het kruipfenomeen dat veel voorkomt bij metalen resonators. Het voordeel is hoge nauwkeurigheid, goede stabiliteit, hoge temperatuurbestendigheid en goede temperatuurkarakteristieken; maar het luchtvaarttype heeft een slechte schokbestendigheid, omdat na toevoeging van de limietpen aan de civiele versnelling, de trillingsbestendigheid en schokbestendigheid aanzienlijk zijn verbeterd, en het is nu ook een boorinstrument dat de accelerometer gebruikt.

3. MEMS-accelerometer

MEMS-accelerometer is een nieuw type accelerometer dat de afgelopen jaren is ontwikkeld. Het gebruikt een trillende balk als versnellingssensor. De trillende balk is gemaakt van silicium of kwartskristalmateriaal en trilt op een resonantiefrequentie door middel van elektrostatische of piëzo-elektrische werking. De dubbelzijdige balk trilt in een trillingsgestuurde modus. Wanneer de inertiekracht gevormd door de versnelling op de balk wordt toegepast, zal de ingangsversnelling de verandering van de spanning van de trillingsbalk veroorzaken, zodat de resonantiefrequentie van de trillingsbalk verandert, de resonantiefrequentie van de ene trillingsbalk zal toenemen en de resonantiefrequentie van de andere trillingsbalk zal afnemen, door signaalverwerking komt de differentiële frequentie overeen met de grootte van de ingangsversnelling. Vanwege de factoren van structuur en productieproces zijn de meest opvallende kenmerken de kleine omvang, trillingsbestendigheid, schokbestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid. Het nadeel is slechte temperatuurkarakteristieken.

MEMS-accelerometers kunnen breed worden toegepast in trillingsdetectie, standregeling, beveiligingsalarmen, consumententoepassingen, bewegingsherkenning en statusregistratie. MEMS-accelerometers worden gecombineerd met MEMS-gyroscopen en magnetometers om MEMS IMU's (inertiële meeteenheden) te creëren.