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加速規原理
什麼是加速度規? 加速度規工作原理?
什麼是加速度規? 加速度規工作原理?
加速度規（英語：Accelerometer），又稱加速計、加速針、加速度傳感器、重力加速度傳感器等等， 加速度規（Accelerometer）是一種能夠測量物體加速度的感測器，通常用於檢測運動狀態的變化，包含振動、頻率、衝擊及運動方向等。其工作原理基於偵測物體的加速度，即單位時間內速度的變化，並將其轉換成電信號供進一步處理和分析。加速度規內部通常包含一個質量塊，當物體加速或減速時，質量塊會施加力於感測元件，從而產生對應的電信號。
加速度規有哪些類型? 優點及缺點
加速度規可根據感測技術分為不同類型，以下是主要幾種常見的加速度規類型及其優缺點。
加速度規類型
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優點
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缺點
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測試
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壓電式加速度規 (Piezoelectric Accelerometer)
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無需外部電源，適合高頻振動測量，溫度範圍廣
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無法測量靜態加速度，須配備高阻抗放大器
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電荷輸出型加速度規 (Charge Output Accelerometer)
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適合高溫環境，無需內部放大電路
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需使用特殊低雜訊電纜，價格較高
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特別適合極限溫度下的振動測試，如渦輪引擎監測
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IEPE 加速度規 (Integrated Electronics Piezoelectric Accelerometer)
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內建放大器，容易與測量儀器連接，抗噪音干擾能力強
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操作溫度較低，需穩定電流供應
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適合做輕結構的動態測試。
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電容式加速度規 (Capacitive /MEM S Accelerometer)
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靜態加速度測量精度高，適合低頻測量
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靈敏度較低，容易受溫度影響
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台架測試，
適測量g值較低的低頻運動，如土木工程的振動測試
馬達健康評估測試
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壓阻式加速度規
(Piezoresistive Accelerometer)
(strain gauge)
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靜態加速度測量，結構簡單
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分辨率低，易受電阻噪音影響
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脈衝、碰撞測試，
汽車安全測試、
武器測試、地震測試
適處理靜態加速度
機器結構的振動測試
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加速規的專有名稱： IEPE 、ICP®、CCLD、Isotron®、Deltatron®、Piezotron®
什麼時候需要用到加速度規?
加速度規在以下場景中被廣泛使用：
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振動分析：用於機械設備的振動監測和故障診斷，如電機、渦輪機等旋轉設備。
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衝擊測量：在汽車碰撞測試中，加速度規能幫助評估衝擊力。
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運動控制與導航：如手機、無人機及其他運動感測設備中的姿態檢測。
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結構健康監測：監測建築物、橋樑等結構的振動，確保其穩定性。
選擇加速度規時，應考慮以下因素：
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頻率範圍：典型的加速度規在10-30 kHz的共振頻率下工作，3 dB精度可達共振頻率的50%。 不同應用需要測量不同的頻率範圍。壓電式適合高頻振動，電容式則適合低頻振動。
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靈敏度：常見單位為pC/m/s² 、mV/m/s2或 mV/g (g=9.81m/s2)，靈敏度越高，能測量越微小的加速度，適合低振幅應用。例如，在建築結構的健康監測中，需選擇高靈敏度的電容式加速度規。
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根據要測量的加速度，我們可以選擇不同的靈敏度：
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低 （...μm/s² 至 5 m/s²） ►高靈敏度
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中 （5 至 5000 m/s²） ►標準靈敏度
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高 （> 5000 m/s²）►低靈敏度
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環境條件：如高溫、潮濕或高壓環境，需選擇具備耐環境特性的加速度規。高溫應用中可選擇 Charge Output 型加速度規。
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安裝方式與重量：加速度規的重量應盡量輕，以免對測量對象造成過多影響。加速度計的重量不應超過測試物件的 10%。如: 若用於 PCB 板測試，需選擇重量小於 0.2 克的加速度規。
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安裝方式：螺栓固定、磁性底座、絕緣法蘭等。良好的安裝對於高頻測試性能至關重要。
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表面要求：加速度規和測試對象的表面應平整光滑，避免劃痕和毛刺。
加速度規搭配不同儀器或感測器的應用
與 DAQ 系統結合：將加速度規接入資料擷取系統（DAQ），能快速將振動信號轉換為數位數據，便於長期監測和分析。
搭配溫度感測器：某些應用場景下，加速度規需要與溫度傳感器結合使用，以同時監控振動和溫度變化，例如在高溫環境中的機械測試。
市面上的加速度規特色
擇加速度規時，應考慮以下因素：
- Silicon Designs Inc.：該公司專注於設計低成本、低噪音的加速度規，適用於工業振動監測和導航應用。
- DJB Instruments：DJB 提供一系列高精度的加速度規，特別適合衝擊測量和振動分析，具有耐高溫和多軸測量特性。
- MMF：MMF 提供多種加速度規產品，特別專注於低頻振動測量，產品具有高度穩定性和靈敏度，適合精密測試。
- TML：TML 的加速度規廣泛應用於結構健康監測和實驗應用，其產品輕巧且耐用，適合多種工業測試場景。
加速度規在各類振動與加速度測量中扮演著至關重要的角色。根據應用需求，選擇合適的類型和規格，並考慮環境、靈敏度與安裝要求，能夠大大提高測試結果的準確性和可靠性。
了解更多關於: 加速規產品
加速規產品：
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| DC形式_力平衡式 |
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DC形式_力平衡式加速規藉由牛頓第三定律及
牛頓第二定律來計算加速度。
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| DC形式_應變式 |
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DC形式-應變式加速規藉由內部懸樑臂上應變
片的應變量計算加速度
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| DC形式-電容式 |
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DC形式-電容式加速規藉由內部壓電薄膜產生
電壓差計算加速度。
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