您知道您需要加速度计，但如何为您的应用选择正确的类型？ 如果您不太了解加速度计的不同类型以及它们对结果的影响，那么您并不孤单。 与我交谈过的大多数工程师都惊讶地发现，加速度计的选择是如此重要；有些人甚至从一开始就不知道有不同类型的加速度计！
主要有三种传感技术或类型（电容式 MEMS、压阻式和压电式）。 但在开始考虑哪种类型的加速度计最合适之前，首先要明确您要测量的是什么。
因此，让我们首先简要讨论加速度计的不同测量应用，然后对不同类型的加速度计进行细分，以便为您的应用选择合适的加速度计。 我将在文章末尾用一个表格和一些有用的链接进行总结，以尽可能简短有效。
加速度计测量的是加速度水平（顾名思义！）；但使用加速度计的应用多种多样。 为简单起见，我将所有不同的应用归纳为三大类：
运动是指位置或速度的 “缓慢 ”变化。 一些例子包括人体运动、方向跟踪、波浪和持续加速度（如火箭起飞）。
振动是指围绕平衡位置的摆动运动。 一些例子包括电机、涡轮机或轴承监测、健康监测和共振检测。
冲击是指加速度的突然变化，通常会激发结构的共振。 一些例子包括跌落测试、汽车碰撞测试和阻尼器/减震器测试。
在讨论不同类型的加速度计之前，有必要先定义直流和交流响应。
直流响应加速度计意味着它可以测量低至零赫兹的加速度，这是测量重力矢量和其他持续加速度所必需的。 这也是冲击应用所需的，因为您需要将加速度数据整合为速度或位移数据。 没有直流响应的加速度计会有内在的衰减函数，这将导致数值积分过程中的显著误差，尤其是在长时间事件中。
交流响应加速度计意味着它们是交流耦合的，因此无法测量重力和持续加速度等静态加速度。 它们通常也无法测量慢速振动（低于几赫兹）；但也有灵敏度低至 0.1 赫兹的高灵敏度加速度计。 交流响应加速度计频率响应宽、信噪比高，是所有振动测试的首选。
下面就让我们来解释一下这三种主要类型！
微机电系统（MEMS）是一种可用于制造加速度计的制造技术。 当人们提到 MEMS 加速计时，他们可能指的是电容式加速计，尽管这种技术也可用于压阻式加速计。 电容式 MEMS 加速度计的工作原理是地震块在加速度作用下的电容变化。
MEMS 制造技术为加速度计带来了更低的制造成本和更小的尺寸（顾名思义！）。 这使得它们在我们的日常生活（iPhone、Wii 等）中更加普遍。 由于成本低、体积小，电容式 MEMS 加速计通常采用表面贴装器件 (SMD)，可直接安装到印刷电路板 (PCB)。 几乎所有移动设备都装有 MEMS 加速计，许多其他电子设备也装有加速计，用于运动跟踪，甚至磁盘驱动器保护（用于检测掉落）。
电容式 MEMS 加速计是直流耦合的，因此最适合测量低频振动、运动和稳态加速度；但它们的信噪比较差，带宽有限，而且大多仅限于较小的加速度级别（小于 200g）。 电容式 MEMS 加速度计的成本非常低，而且很容易集成到电气系统中，因此很受欢迎。
压阻是直流响应加速度计的另一种常用传感技术。压阻加速度计在应变片中产生电阻变化，应变片是加速度计地震系统的一部分。 压阻加速度计的带宽非常宽，因此可用于测量短时（高频）冲击事件，如碰撞测试。 压阻加速度计可以采用气体或液体阻尼，这不仅可以保护加速度计，还可以防止加速度计达到其内部共振频率，从而进一步拓宽动态范围。
压阻加速度计的测量频率低至零赫兹，因此也可用于精确计算速度或位移信息。 压阻加速度计的灵敏度通常很低，因此对精确的振动测试作用不大。 压阻加速度计对温度变化也很敏感，因此需要进行温度补偿，但现在许多压阻加速度计都在内部进行了温度补偿。 压阻加速度计比电容式 MEMS 加速度计昂贵得多，因此一般不用于较低频率和振幅测试。 迄今为止，压阻加速度计是脉冲/撞击测量的最佳类型，其频率范围和振幅通常都很高；例如汽车碰撞测试和武器测试。
压电加速度计通常使用锆钛酸铅（PZT）传感元件，在加速度作用下产生成比例的电荷或输出。 压电加速度计是测试和测量应用中使用最广泛的加速度计；由于其频率响应宽、灵敏度高且易于安装，因此是大多数振动测量的首选。 此外，压电加速度计还非常受欢迎，有多种不同的灵敏度、重量、尺寸和形状可供选择。 压电加速度计的噪音水平非常低，应考虑用于所有类型的冲击和振动测试。 唯一的例外是需要速度和位移数据的应用，因为它们是交流耦合的。 它们也不能测量静态加速度，通常也不能测量低于几赫兹的振动。 压电加速度计需要一个电荷放大器，当加速度计的加速度超出其测量范围时，电荷放大器就会饱和；因此，选择一个测量范围略大于预期加速度的加速度计非常重要。
电荷模式压电加速度计可以说是最耐用的传感器类型，因为它能够承受恶劣的环境条件，包括极端温度（-200°C 至 +400°C），有些甚至可以在核环境中工作。 由于电荷模式压电加速度计具有高阻抗，因此需要使用特殊的布线来屏蔽噪音。 此外，您还需要一个电荷放大器，因此使用这些加速度计时，系统通常会更加复杂和昂贵。
电压模式内部电子压电（IEPE）加速度计已成为最常用的加速度计类型。 IEPE 加速计基本上是电荷模式压电加速计，加速计内置电荷放大器。 因此，IEPE 加速计无需特殊布线，非常容易与系统集成。 它们需要一个恒定的直流电源，但现在许多数据采集系统都配备了这种电源。 与充电模式加速度计相比，IEPE 加速度计中包含的微电子电路限制了其耐受恶劣环境的能力。IEPE 加速计的温度范围通常至少为 -40°C 至 +125°C，这对于大多数应用来说已经足够了。
下表总结了哪些类型的加速度计适用于一些常规测试应用。 我再三强调，如果您计划执行冲击测试，并希望整合加速度数据以获得速度或位移，则必须使用电容式 MEMS 或压阻加速度计。 压电加速度计是振动测试的首选；但低频应用需要使用特殊的高灵敏度加速度计。
| 应用 | 压电式 | 电容式 MEMS | 压阻式 |
静态加速度 ，(0 Hz，1 g） ，重力，传感器方向 | √ | √ | |
重力，(0 Hz，<25 g），火箭、离心力、飞机 | √ | √ | |
地震，(<1Hz，<1 g），地震、波浪、桥梁 | √ | ||
低频振动，(<5Hz，<25 g），人体运动、机器人 | √ | √ | √ |
一般振动，(5 Hz至 500 Hz，<25 g），电机、汽车悬架 | √ | √ | |
高频振动，(>500 Hz, <25 g)，齿轮噪声分析、涡轮机监测 | √ | ||
一般冲击，(<100 Hz, <200 g)，一般测试、减震器测试 | √ | √ | √ |
高冲击冲击，(<250 Hz, >200 g)，跌落测试 | √ | √ | |
极端冲击，(>1,000 Hz, >2,000 g)，车辆碰撞测试，金属对金属 | √ | √ |
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