加速度傳感器橫向靈敏度測試方法

靈敏度是加速度傳感器的基礎性指標，用于評估傳感器對振動烈度的響應敏感性。人們通常講的靈敏度是指加速度傳感器的正向靈敏度，也即敏感方向的靈敏度，它是一個有量綱的物理量，其單位通常為mV/g。它的測量方法此文不做探討，這里我們探討的是橫向靈敏度的測試方法。

橫向靈敏度是指垂直于敏感方向的靈敏度，在垂直方向上，用戶不期望看到信號輸出，希望是零信號輸出，但基于敏感器件原理以及裝配工藝偏差，零信號輸出是不可能的。既然不能避免，那么這個靈敏度控制得越小越好。小到什么程度呢？業內通常用相對靈敏度來衡量，用橫向輸出信號除以正向輸出信號得到的百分比值來度量。所以，橫向靈敏度是一個無量綱的百分比值，一般地，加速計的橫向靈敏度標稱在5%以內，也就是說，如果一只加速計的正向靈敏度是100mV/g，那么其橫向靈敏度不能超過5mV/g。

橫向靈敏度指標定了，怎么測試呢？這里需要一步理解橫向靈敏度的概念。前面講了，橫向靈敏度是指垂直于敏感方向的靈敏度。問題來了，敏感方向是的，垂直于敏感方向的是一個360度的平面，那么在這個360度的平面內，哪個方向的靈敏度代表橫向靈敏度呢？答案是：輸出的方向。所以，找到輸出方向成為橫向靈敏度的核心技術點，也是核心技術難點，需要在連續振動過程中，讓傳感器旋轉一周，并且在這個過程中連續采集信號。由于實施困難，業內鮮有具備能力的設備可以測試橫向靈敏度。大家都是怎么做的呢？

下面介紹有代表性的兩種測試方法（注：這兩種方法都不能準確解釋橫向靈敏度）。

種方法：取一個便于安裝的方向測試得到橫向輸出信號，用這個信號直接與正向信號比。這個測試結果大大美化了橫向靈敏度，對用戶是一種“欺騙"。

第二種方法：取一對相互垂直的安裝方向測到2個橫向靈敏度信號，把這2個信號和方根，用和方根值與正向信號比較。這種方法比一種好很多，基本能反映橫向靈敏度值，但是仍讓不是真實的橫向靈敏度值，因為在另一組相互垂直的方向上可能得到更高的值。所以，這種測試方法仍然美化了產品質量，只是比種方法要“善良"一些。

森瑟科技采用第三種方案，是真正能夠解釋橫向靈敏度的測試方法，我們稱之為“矢量測試法"。森瑟科技發明了一種設備，把一根橫梁偏心安裝在一對同步齒輪上，同步齒輪旋轉一周過程中，橫梁也旋轉一周，但始終指向同一方向，由于離心力的作用，橫梁上的任意一點的受力方向經歷了360度整個周期的變化。所以，把傳感器安裝在橫梁的任何位置，都能測出360度全范圍內的靈敏度值，用高速數采采集信號，設計算法找到360度全周期的值，用值與正向靈敏度比較，得到真實的橫向靈敏度值。

森瑟科技“矢量測試法"設備加速度通過面板調速器（ω）調節，橫梁的偏心距（r）是固定的，設備產生的加速度算法基于如下公式：a=ω²r

設備實物照片如下：

設備號：2017100557216