在討論加速度傳感器時(shí)將用到應(yīng)變儀的工作原理及結(jié) 論。伸縮測(cè)量?jī)x是一種應(yīng)力傳感器， 一般用于測(cè)量機(jī)械結(jié) 構(gòu)的變形，進(jìn)而計(jì)算出施于該機(jī)械結(jié)構(gòu)的壓力。

材料變形的測(cè)量方法是以惠斯通(Wheastone) 電橋?yàn)?基礎(chǔ)的，如圖6-8所示。圖中：

實(shí)際上，圖6-8中的四個(gè)電阻(R₁~R₄) 采用標(biāo)準(zhǔn)電 阻。全套設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于其能以線性進(jìn)行工作。

在應(yīng)用惠斯通電橋時(shí)需要考慮到，電壓U 的發(fā)生器應(yīng)高度穩(wěn)定，接線系統(tǒng)應(yīng)細(xì)心設(shè) 計(jì)。如果接線不合理，那么可能出現(xiàn)導(dǎo)線電阻偏差以及電阻值隨溫度變動(dòng)的情況。由電橋產(chǎn)生的信號(hào)很微弱，需要加以放大。放大 一般包括兩J，每J放大器具有高的輸入阻 抗和低的溫度漂移。

加速度傳感器用于測(cè)量工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)，它具有多種不同的測(cè)量方法：

1)由速度測(cè)量進(jìn)行推演。由于信噪比的下降，這種方法很難獲得滿意的測(cè)量結(jié)果。

2)已知質(zhì)量的物體加速度所產(chǎn)生的力是可以測(cè)量的。這種傳感器應(yīng)用了應(yīng)變儀。

3)與被測(cè)加速度有關(guān)的力可由 一 個(gè)已知質(zhì)量產(chǎn)生。這種力可以為電磁力或電動(dòng)力 . 而把方程式簡(jiǎn)化為對(duì)電流的測(cè)量問(wèn)題。伺服返回傳感器(servo-return sensor)就是依此原 理工作的，而且是已有的Z準(zhǔn)確的加速度傳感器。 安裝在振動(dòng)體(如機(jī)器人機(jī)械手)上的振子裝置，當(dāng)用彈簧支撐重物時(shí)，其振動(dòng)與速度 成比例地衰減。裝置的位移 x。、重物與裝置的相對(duì)位置x 之間的關(guān)系是：

1)當(dāng)外部振動(dòng)頻率比系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率高得多的時(shí)候， x/x 。 趨 于 1 。

2)當(dāng)外部振動(dòng)頻率比系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率低得多的時(shí)候，相對(duì)位移x 為外部振動(dòng)位移 x。的二次微分，即與加速度成正比。

3)當(dāng)外部振動(dòng)頻率與固有振動(dòng)頻率相等時(shí)，相對(duì)位移x 與外部振動(dòng)速度成正比。

因此，只要適當(dāng)選擇固有振動(dòng)頻率，就可以把振子裝置作為振動(dòng)位移傳感器、振動(dòng)速 度傳感器和振動(dòng)加速度傳感器使用。

圖6- 9表示兩種加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理。其中，圖6- 9a 是應(yīng)用電磁效應(yīng)原理的加 速度傳感器。當(dāng)可動(dòng)線圈隨物體振動(dòng)而使切割磁通量發(fā)生變化時(shí)，將在此線圈兩端產(chǎn)生電 壓。把此電壓加至一定負(fù)載，就能測(cè)出與電磁力有關(guān)的電流。圖6-9b 則是應(yīng)用壓電變換 原理的加速度傳感器。在鈦酸鋇等壓電材料中，將產(chǎn)生與外加應(yīng)變成正比的電勢(shì)，因而也 可以通過(guò)對(duì)電勢(shì)或電流的測(cè)量來(lái)測(cè)定加速度。