加速度传感器的应用

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

 

应用

通过测量由于重力引起的加速度，你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。但是工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息

 

加速度传感器可以帮助机器人了解它身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？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。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。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。

 

加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。加速度传感器可以测量牵引力产生的加速度。

 

加速度传感器应用于地震检波器设计

 

地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号，经过模/数转换器转换成二进制数据、进行数据组织、存储、运算处理。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。

 

加速度传感器技术应用于车祸报警

在汽车工业高速发展的现代，汽车成为了人们出行主要的交通工具之一，但是因交通事故的伤亡数量也十分巨大。在信息化的现代利用高科技去挽救人的生命将会是重大研究的主题之一，基于加速度的车祸报警系统正是怀着这种设计理念，相信这种系统的推广，会给汽车行业带来更多的安全。

 

加速度传感器应用于监测高压导线舞动

国内对导线舞动监测多采用视频图像采集和运动加速度测量两种主要技术方案。前者在野外高温、高湿、严寒、浓雾、沙尘等天气条件下，不仅对视频设备的可靠性、稳定性要求很高，而且拍摄的视频图像的效果也会受到影响，在实际使用中只能作为辅助监测手段，无法定量分析导线运动参数；而采用加速度传感器监测导线舞动情况，虽可定量分析输电导线某一点上下振动和左右摆动的情况，但只能测出导线直线运动的振幅和频率，而对于复杂的圆周运动，则无法准确测量。所以我们必须加快加速度传感器的发展来适应诸如此类环境下进行应用。

 

MS9000系列加速度传感器是一种新的超小型加速度传感器，适用于恶劣的使用环境和耐用度要求极高的应用领域。MS9000加速度传感器采用了LCC20(8.9mmx8.9mm)陶瓷封装，可在较大的温度范围应用并且全使用寿命期间零位稳定保证在几毫g以内。Colibrys的MS9000加速度传感器是一个电容式MEMS加速度计，它是由一个立体微加工工艺制成的硅元件，一个低功耗ASIC专用信号处理器和一个存储补偿值的微控制器以及一个温度传感器等元件组成。该产品是一个低功耗的，校准的，功能强大和性能稳定的产品。其电子配置中带有一个电源重置以防止电压不稳的全保护装置。

 

典型应用：MS9000加速度传感器主要用于航空航天IMU/AHRS、航空电子设备、无人机、陆地及海洋导航、定向钻井、地球物理、火车应用

 

 

用于钻井的COLIBRYS加速度传感器

 

钻井实时监测的用途很多。使用倾斜传感器做地震测量，可用于油藏储量监测和地球物理应用（地震监测），从而定期评估地下状况的稳定性。我们需要各种档次和类型的加速度传感器（地震，振动，冲击和倾斜）用于精确的测量，而它们在恶劣的环境下（振动，极端温度和冲击）的有效性是至关重要的。在这一点上，MEMS技术是领先的。

 

钻井技术50%以上的新井使用以下两种方法之一：-基于钻井导向系统的泥浆马达-旋转式、可导向钻井系统Fig.1:旋转式、可导向钻井系统

 

对于另外50%,还使用各种其它钻井技术，它取决于孔在不同的深度和宽度时土壤的结构和组成。其它的典型技术包括：-“无旋转式”-包括直推式钻机-在钻台层面转动方形或六角形管形成的“旋转工作台”-在钻柱的顶部进行旋转和循环的“顶部驱动'-主要利用振动能量来推进钻杆的“SONIC”-使用旋转和冲击力的“锤子”-“旋转式鼓风钻'（RAB）

 

 

考虑到各种钻井应用及测量要求，人们广泛地使用三种加速度传感器装置：

惯性制导：我们的目的是要积极引导钻头到其最终位置。该理论与由三个陀螺和三个加速度传感器组合的IMU系统引导飞行器相同，连续地随钻跟踪钻孔的位置。考虑到恶劣的环境，这样的测量是在严重的振动和冲击下进行。因此，传感器必须对这些扰动（振动整流误差（VRE）或电击后的零偏稳定性）极不敏感，以提供尽可能准确的测量。

 

测斜：根据周围磁场的预期精度和强度，两种方法可以测量在井下的任何一点的方位角和倾斜度1）最简单的方法是由一个三轴磁力计和三轴加速度传感器来确定仪器的方向2）一个更复杂的解决方案是集成三轴陀螺仪模块，另外用磁力计和加速度传感器定期地监测它的旋转情况。不管采用哪种方法，传感器稳定性的增加，有助于减少所需的测量点的数量而得到精确的结果，从而降低了测量成本。进行标准的静态井孔监测，其目的在于钻孔后或定期地对井孔进行质量认证和测绘。

 

地震：在某些特定的情况下，精确的地震测量可以在地下进行，以免受任何人为干扰并提高测量的灵敏度。此方法被应用于：交叉钻井，随钻地震，在石油和天然气开采过程中的储油监测，或是应用于地震监测。为了进行这种精密的测量，地震检波器需要用噪声极低的传感器。现在，井下地震和交叉钻井成像技术实现了更高的局部分辨率，这得益于MEMS数字地震传感器。它意味着，现在，对资源深度的精确定位已经可以达到5公里以下（16'500英尺）。

 

 

Colibrys提供一系列惯性、倾斜、振动和地震加速度传感器，以满足大量的钻孔传感器的需求。MS9000和VS9000系列可以用作惯性传感器导航，用于振动或倾斜的测量。它们可以提供全量程范围（从±1g到±200g），并为钻孔和钻井应用提供了理想的产品规格。

 

●恶劣的环境：MS9000和VS9000表现出高达6000g的抗冲击性，并且对性能参数影响很低。它们也不会受到大的外部振动影响。能承受更强的、高达~20'000g冲击力的加速度传感器版本已经取得进展，即是HS8000和HS9000两款产品。

 

●宽广的温度范围：我们所有的标准产品都在-55°C至+125°C的温度范围内进行了测试。虽然没有正式的Colibrys质量认证，但是，我们的产品已成功地用在140°C-150°C以上的温度范围。

 

●高稳定性：RS9000系列，目前正在开发中，将取得非常良好的长期稳定性，名义上可以降到100ppm以下或更好，即使在恶劣的环境中，也将提供低于150μg/g2的振动调整系数。

对于那些曾使用MS7000产品的应用和客户，该系列仍可以供货，并补充了新的升级系列MS9000和VS9000。这些新的产品系列，是一个LCC20陶瓷封装产品，并预期具有与MS7000相同的功能。它们的小体积保证了新产品设计的灵活性，并且，现在还配备了一个内置的温度传感器。

 

MEMS加速度传感器渗透到越来越多的高端应用领域，在能源行业，取代了成熟、昂贵的和脆弱的机电设备。这场革命的驱动力是人们需要更好的设备，它能提供相同甚至更好的性能，更低的成本，更低的功耗，更小的尺寸，以及更加坚固耐用。高端MEMS加速度传感器的成功是由于它们能够在恶劣环境下工作的独特的功能：诸如极端的温度、振动和冲击。不仅在能源市场，而且还在工业和仪器仪表市场。

 

Colibrys将提供MEMS‘前沿产品：地震，惯性，振动和倾斜的加速度传感器，用于钻井，定向钻井和相关的应用，并不断致力于新产品开发，新的解决方案，包括改进产品的稳定性，高温工作性能，提高对于冲击、振动或低噪声的抗干扰能力。