在討論加速度傳感器時(shí)將用到應變儀的工作原理及結 論。伸縮測量?jì)x是一種應力傳感器， 一般用于測量機械結 構的變形，進(jìn)而計算出施于該機械結構的壓力。

材料變形的測量方法是以惠斯通(Wheastone) 電橋為 基礎的，如圖6-8所示。圖中：

實(shí)際上，圖6-8中的四個(gè)電阻(R₁~R₄) 采用標準電 阻。全套設備的優(yōu)點(diǎn)在于其能以線(xiàn)性進(jìn)行工作。

在應用惠斯通電橋時(shí)需要考慮到，電壓U 的發(fā)生器應高度穩定，接線(xiàn)系統應細心設 計。如果接線(xiàn)不合理，那么可能出現導線(xiàn)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量工業(yè)機器人的動(dòng)態(tài)控制信號，它具有多種不同的測量方法：

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

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

3)與被測加速度有關(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)化為對電流的測量問(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準確的加速度傳感器。 安裝在振動(dòng)體(如機器人機械手)上的振子裝置，當用彈簧支撐重物時(shí)，其振動(dòng)與速度 成比例地衰減。裝置的位移 x。、重物與裝置的相對位置x 之間的關(guān)系是：

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

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

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

因此，只要適當選擇固有振動(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構原理。其中，圖6- 9a 是應用電磁效應原理的加 速度傳感器。當可動(dòng)線(xiàn)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(xiàn)圈兩端產(chǎn)生電 壓。把此電壓加至一定負載，就能測出與電磁力有關(guān)的電流。圖6-9b 則是應用壓電變換 原理的加速度傳感器。在鈦酸鋇等壓電材料中，將產(chǎn)生與外加應變成正比的電勢，因而也 可以通過(guò)對電勢或電流的測量來(lái)測定加速度。