一、壓電加速度傳感器的應用

壓電式加速度傳感器又稱(chēng)壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應，在加速度計受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動(dòng)頻率遠低于加速度計的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測加速度成正比。

常用的壓電式加速度計的結構形式如下圖所示。

圖中：S是彈簧，M是質(zhì)塊，B是基座，P是壓電元件，R是夾持環(huán)。圖a是中央安裝壓縮型，壓電元件—質(zhì)量塊—彈簧系統裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結構有高的共振頻率。然而基座B與測試對象連接時(shí)，如果基座B有變形則將直接影響拾振器輸出。此外，測試對象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預緊力發(fā)生變化，易引起溫度漂移。圖b為環(huán)形剪切型，結構簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結劑會(huì )隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。圖c為三角剪切形，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承受切應力。這種結構對底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線(xiàn)性。

壓電式加速度傳感器的實(shí)際應用：目前最新IBM Thinkpad手提電腦里就內置了加速度傳感器，能夠動(dòng)態(tài)的監測出筆記本在使用中的振動(dòng)，并根據這些振動(dòng)數據，系統會(huì )智能的選擇關(guān)閉硬盤(pán)還是讓其繼續運行，這樣可以最大程度的保護由于振

動(dòng)，比如顛簸的工作環(huán)境，或者不小心摔了電腦做造成的硬盤(pán)損害，最大程度的保護里面的數據。另外一個(gè)用處就是目前用的數碼相機和攝像機里，也有加速度傳感器，用來(lái)檢測拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng)，并根據這些振動(dòng)，自動(dòng)調節相機的聚焦。概括起來(lái)，加速度傳感器可應用在控制，手柄振動(dòng)和搖晃，儀器儀表，汽車(chē)制動(dòng)啟動(dòng)檢測，地震檢測，報警系統，玩具，結構物、環(huán)境監視，工程測振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測試與分析；鼠標，高層建筑結構動(dòng)態(tài)特性和安全保衛振動(dòng)偵察上。

二、壓電加速度傳感器的發(fā)展趨勢：

當今世界各國壓電加速度傳感器的研究領(lǐng)域十分廣泛，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)趨勢。

1．小型化

小型化會(huì )帶來(lái)很多好處，重量輕、體積小、分辨率高，便于安裝在很小的地方對周?chē)骷绊懶?，也利于微型儀器、儀表的配套使用。

2．集成化

壓力傳感器已經(jīng)越來(lái)越多的與其它測量用傳感器集成以形成測量和控制系統，集成系統在過(guò)程控制和工廠(chǎng)自動(dòng)化中可以提高操作速度和效率。

3．智能化

由于集成化的出現，在集成電路中可添加一些微處理器，使得傳感器具有自動(dòng)補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。

4．系統化

單一化產(chǎn)品在市場(chǎng)上沒(méi)有大的競爭力。市場(chǎng)風(fēng)云突變，一旦失去市場(chǎng)，發(fā)展則停滯不前，經(jīng)濟效益差，資金浪費大，產(chǎn)品成本高。

5．標準化

傳感器的設計與制造已經(jīng)形成了一定的行業(yè)標準。如IEC、ISO國際標準，美國的ANSIC、ANSC、MIL-T和ASTME標準，日本JIS標準，法國DIN標準。