DC 形式-電容式加速規
電容式加速規(Capacitive Accelerometer) 是一種基於微機電系統(MEMS)技術的高精度感測器, 結合了 DC 響應能力 與 極高靈敏度, 特別適合量測低頻微小振動與靜態加速度。
電容式加速規利用內部微型感測結構中的 電容變化 來測量加速度。 當感測器受力時,內部支撐的質量塊會改變與固定電極之間的距離, 使電容值產生變化,內建電路再將此變化轉換為 成比例的電壓信號輸出。 由於其物理特性,具備 DC(0 Hz)響應, 能夠感測重力與低速運動。
工作特性
- MEMS 技術: 採用矽微加工製程,體積小、重量輕且耐用。
- DC 響應(0 Hz): 與應變式類似,可測量靜態加速度, 如傾斜角度、離心力與重力。
- 高靈敏度與低雜訊: 在低頻段具備優異解析度, 能捕捉壓電式(AC)感測器無法感測的微弱動態。
- 氣體阻尼設計: 內部通常充滿壓縮氣體提供阻尼, 可避免感測結構在共振頻率下受損, 並擴展可用頻譜範圍。
優點
- 長期穩定性優異: 對溫度變化不敏感, 長時間使用下信號漂移極小。
- 耐衝擊性高: MEMS 結構具備高過載保護(Overrange Protection), 可承受數千 g 的衝擊而不損壞。
- 信號品質純淨: 在極低頻(< 1 Hz)量測時, 雜訊表現優於多數壓電式感測器。
- 內建訊號調理: 輸出多為高層級電壓訊號 (如 ±2V 或 0.5–4.5V), 可直接連接資料記錄器, 抗干擾能力佳。
應用場景
結構健康監測(SHM)
- 高層建築、風力發電機塔架、長跨度橋樑的環境振動與晃動量測
車輛動力學分析
- 車輛轉向時橫向加速度(G 值)量測
- 懸吊系統低頻動態分析
- 自駕車慣性導航與傾斜補償
鐵路監測
飛行測試與空載量測
- 飛機穩定性測試
- 無人機導航系統(IMU 核心元件)
傾斜與運動分析