伺服加速度計(jì)如下所示，懸掛在鉸鏈上的是一個(gè)下垂的高磁導(dǎo)率質(zhì)量。“向下”或“零位置”由零檢測(cè)器檢測(cè)，平衡力由磁線圈提供。

 

伺服加速度計(jì)

 

如果對(duì)這個(gè)組件施加加速度，就會(huì)對(duì)質(zhì)量施加一個(gè)力，它將試圖從零位置移動(dòng)。當(dāng)零檢測(cè)器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過伺服放大器增加線圈電流以保持零位置。

 

線圈電流提供保持零位置所需的恢復(fù)力，這個(gè)電流將與施加的加速度成正比。

 

高精度的零探測(cè)器可以很容易地制造，因?yàn)檫@個(gè)偏轉(zhuǎn)的總范圍是非常小的，事實(shí)上，增加零探測(cè)器的分辨率將導(dǎo)致相應(yīng)的提高加速度分辨率。

 

由于伺服加速度計(jì)的主動(dòng)元件在正常工作中不發(fā)生明顯的位移，這種傳感器的遲滯性能極低，更多的原因是電路中的電滯后，而不是實(shí)際的機(jī)械滯后。地震裝置的阻尼是用硅油在電氣和機(jī)械上完成的。

 

相對(duì)于應(yīng)變式加速度計(jì)，伺服加速度計(jì)具有高零赫茲穩(wěn)定性和低熱誤差的微重力分辨率。大尺寸的慣性質(zhì)量在高沖擊事件中會(huì)產(chǎn)生很大的力，即使在高沖擊環(huán)境下，這種傳感器也可能包含過遠(yuǎn)距離沖擊停止，但這種傳感器不適合于高沖擊環(huán)境。

 

早期力平衡傳感器提供壓電或磁“抖動(dòng)”機(jī)構(gòu)，通過不斷地對(duì)軸承進(jìn)行輕微振蕩以減小粘滯效應(yīng)，使軸承摩擦系數(shù)保持在較低的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。最近的設(shè)計(jì)，利用高分辨率零檢測(cè)系統(tǒng)，消除了軸承完全取代它簡(jiǎn)單的石英彎曲。結(jié)晶石英的優(yōu)異的力學(xué)特性，作為樞軸，由于質(zhì)量沒有明顯偏轉(zhuǎn)，提供了實(shí)質(zhì)上的零滯后性能。

 

伺服加速度計(jì)的典型實(shí)用平坦(±5%)頻率響應(yīng)帶寬一般小于100赫茲?；陂]環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)于應(yīng)變規(guī)開環(huán)加速度計(jì)的設(shè)計(jì)，伺服加速度計(jì)從過量程輸入的恢復(fù)時(shí)間可能很長(zhǎng)。實(shí)際上，傳感器在過程輸入后的恢復(fù)時(shí)間是恢復(fù)力機(jī)構(gòu)可用總功率的直接函數(shù)。

 

典型的伺服傳感器通常以輸入驅(qū)動(dòng)電流的50或100 mA為限流，從而“能量限制”了由此產(chǎn)生的恢復(fù)力機(jī)制。

 

在典型的超限恢復(fù)時(shí)間為100毫秒。這種傳感器類型的大熱質(zhì)量使設(shè)備對(duì)熱瞬變相當(dāng)不敏感。

 

伺服壓力傳感器

 

 

圖顯示了基于上述概念的伺服概念是如何應(yīng)用于制造極高精度壓力傳感器的。

 

伺服壓力傳感器一般都很大，通常不適用于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量或物理敵對(duì)環(huán)境，但非常適合于在更良性的物理環(huán)境中進(jìn)行高精度和高分辨率的壓力測(cè)量。