加速度計被廣泛用于監(jiān)視航空航天，汽車和制造應(yīng)用中的振動。機械工程師經(jīng)常使用它們來診斷旋轉(zhuǎn)設(shè)備的問題或評估承受周期性應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（例如監(jiān)視火車/卡車過橋引起的振動等）。它們還經(jīng)常用于監(jiān)視以下情況：基于維護的基礎(chǔ)上，工程師可以檢查設(shè)備產(chǎn)生的振動以評估其健康狀況，并監(jiān)控敏感設(shè)備在運輸過程中承受的壓力。

獲取振動數(shù)據(jù)的最常見方法包括連接加速度計并將其配置為可以以很高的采樣率提供高分辨率（24位）振動數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)�，F(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以實時繪制，記錄，過濾和分析振動數(shù)據(jù)，并允許使用各種類型的加速度計。如果配置正確，它們甚至可以允許通過Wi-Fi無線傳輸振動數(shù)據(jù)。

當(dāng)直接安裝在振動結(jié)構(gòu)上（或內(nèi)部）時，加速度計將機械能成比例地轉(zhuǎn)換為電能。加速度通常用  重力常數(shù)g表示，它等于9.81 m / s2。加速度計的三種主要類型用于振動測試。

壓電加速度計

壓電加速度計是最流行的，并且廣泛用于工業(yè)應(yīng)用。它們的鋯鈦酸鉛（PZT）傳感元件在加速時會產(chǎn)生電荷或輸出。壓電加速度計具有極低的噪聲，在所有振動和大多數(shù)沖擊應(yīng)用中，其性能均優(yōu)于電容式MEMS或壓阻式加速度計。有多種變體可用：三軸或單軸，從用于地震應(yīng)用的高靈敏度類型到用于沖擊測試的低靈敏度；有些類型旨在處理最極端的環(huán)境，甚至是核環(huán)境。它們最重要的缺點是它們是交流耦合的，因此它們無法測量重力矢量或持續(xù)的加速度。

充電模式壓電加速度計

充電模式壓電加速度計 具有極強的耐用性，因為它們能夠承受惡劣條件，包括極端溫度（-200°C至+ 400°C）；有些甚至可以在核環(huán)境下運行。但是，它們的高阻抗要求使用特殊的電纜屏蔽噪聲。還需要電荷放大器，這增加了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。

電壓模式內(nèi)部電子壓電加速度計

電壓模式內(nèi)部電子壓電（IEPE）加速度計 已成為最常用的加速度計類型。它們與電荷模式壓電加速度計非常相似，但具有內(nèi)置電荷放大器。這消除了對特殊布線的需求，并簡化了將它們集成到系統(tǒng)中的過程。需要一個恒定的直流電源，許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)在都包括此電源。這些加速度計中內(nèi)置的微電子電路意味著它們無法滿足充電模式加速度計在惡劣環(huán)境中的承受能力，但它們的典型溫度范圍為-40°至+ 125°C，足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需要。與任何類型的傳感器一樣，要確保振動測量的準(zhǔn)確性取決于為特定應(yīng)用選擇合適的加速度計。在許多情況下，加速度計是測量鏈中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。例如，對于需要集成速度或位移加速度數(shù)據(jù)的沖擊測試，請選擇電容式MEMS或壓阻式加速度計。壓電加速度計是振動測量的理想選擇，但低頻應(yīng)用需要特殊的高靈敏度加速度計。表1提供了有關(guān)哪種加速度計類型最適合各種應(yīng)用的指南。

可變電容MEMS

可變電容MEMS（微機電系統(tǒng)）加速度計是最小，最便宜的加速度計選擇，通常在智能手機中使用。它們可以直接安裝在印刷電路板上，這使其成為電氣工程師的首選。盡管它們的低成本和小尺寸使其受歡迎，但它們提供的數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯較低，尤其是在較高的頻率和幅度端。它們通常不適合工業(yè)應(yīng)用；但是它們是直流耦合的，對于基于人的應(yīng)用程序來說是一個不錯的選擇。它們的低成本和低功耗也使其成為健康監(jiān)控的理想選擇。

壓阻式加速度計

壓阻式加速度計是用于沖擊測試的最主要類型，但首選用于振動測量。由于它們基于應(yīng)變儀，因此需要使用放大器和溫度補償，因此它們具有非常寬的帶寬（從0到幾千赫茲）和低噪聲特性。它們可以被氣體或流體阻尼，從而保護了加速度計并防止其達到內(nèi)部諧振頻率。由于它們是直流耦合的，因此可以對它們的輸出進行積分，以計算沖擊事件期間的速度和位移。

摘要

下表總結(jié)了如何為您的應(yīng)用選擇合適的加速度計。