一、壓電加速度傳感器的應(yīng)用

壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。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(yīng)，在加速度計(jì)受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)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(jì)的結(jié)構(gòu)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(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座B與測試對(duì)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(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化，易引起溫度漂移。圖b為環(huán)形剪切型，結(jié)構(gòu)簡單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，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(jié)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(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)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性。

壓電式加速度傳感器的實(shí)際應(yīng)用：目前最新IBM Thinkpad手提電腦里就內(nèi)置了加速度傳感器，能夠動(dòng)態(tài)的監(jiān)測出筆記本在使用中的振動(dòng)，并根據(jù)這些振動(dòng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)智能的選擇關(guān)閉硬盤還是讓其繼續(xù)運(yùn)行，這樣可以最大程度的保護(hù)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損害，最大程度的保護(hù)里面的數(shù)據(jù)。另外一個(gè)用處就是目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里，也有加速度傳感器，用來檢測拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng)，并根據(jù)這些振動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦。概括起來，加速度傳感器可應(yīng)用在控制，手柄振動(dòng)和搖晃，儀器儀表，汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測，地震檢測，報(bào)警系統(tǒng)，玩具，結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)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(biāo)，高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。

二、壓電加速度傳感器的發(fā)展趨勢：

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

1．小型化

小型化會(huì)帶來很多好處，重量輕、體積小、分辨率高，便于安裝在很小的地方對(duì)周圍器件影響小，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)越來越多的與其它測量用傳感器集成以形成測量和控制系統(tǒng)，集成系統(tǒng)在過程控制和工廠自動(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(xiàn)，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(bǔ)償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。

4．系統(tǒng)化

單一化產(chǎn)品在市場上沒有大的競爭力。市場風(fēng)云突變，一旦失去市場，發(fā)展則停滯不前，經(jīng)濟(jì)效益差，資金浪費(fèi)大，產(chǎn)品成本高。

5．標(biāo)準(zhǔn)化

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