压电式加速度传感器的智能应用
压电式传感器的发展与应用
压电式传感器的发展与应用压电式传感器是一种基于压电效应工作的传感器，它将外界的压力、振动、加速度等物理量转化为电信号输出，具有高灵敏度、宽频响特性、快速响应速度等优点。
随着科技的不断进步，压电式传感器的发展和应用也越来越广泛。
压电式传感器的发展可以追溯到20世纪初，当时主要应用于水听器和石英晶体振荡器等领域。
20世纪60年代以后，随着电子器件技术的发展，压电式传感器开始得到广泛应用。
目前，压电式传感器已经成为电子测量技术中的一种重要传感器，应用于军事、工业、医疗、环保、航天、汽车等领域。
压电式传感器的应用非常广泛。
在军事领域，压电式传感器可以应用于声纳系统、地震探测、战车装甲监测等方面。
在工业领域，压电式传感器可以应用于压力传感、温度测量、物料流量检测等方面。
在医疗领域，压电式传感器可以应用于心电图监测、血压测量、呼吸检测等方面。
在环保领域，压电式传感器可以应用于噪声监测、震动控制等方面。
在航天领域，压电式传感器可以应用于火箭探测、空间站定位等方面。
在汽车领域，压电式传感器可以应用于车速控制、安全气囊控制等方面。
随着科技的进步和应用领域的不断扩展，压电式传感器在技术上也在不断创新。
目前，压电式传感器不仅仅可以测量静态压力和振动加速度，还可以测量动态压力、温度、流量等多种物理量。
此外，压电式传感器还可以实现智能化和自适应控制，提高传感器的灵敏度和精度。
虽然压电式传感器在应用领域和技术水平上已经取得了很大的进展，但是仍然存在一些问题需要解决。
首先，传感器的灵敏度和线性度需要进一步提高。
其次，传感器的工作温度范围需要扩大，以适应更广泛的应用环境。
再次，传感器的功耗和体积需要进一步减小，以提高系统的可靠性和效率。
综上所述，压电式传感器的发展和应用前景广阔。
随着科技的不断进步，压电式传感器将在更多的领域得到应用，为社会的发展和人类的生活提供更多的便利和可能性。
压电式传感器的工作原理和应用
压电式传感器的工作原理和应用1. 压电式传感器的工作原理压电式传感器是一种基于压电效应的传感器，利用压电材料的压电效应将机械能转化为电能。
压电效应是指某些晶体在受到压力或振动时会产生电荷，并且这种电荷与压力或振动的大小成正比。
常用的压电材料包括石英、陶瓷等。
这些材料具有特殊的晶体结构，使得在压力或振动作用下，晶格发生畸变，从而使晶体表面产生电荷。
压电式传感器通常由压电材料、电极和支撑结构组成。
当外力施加在压电材料上时，压电材料发生形变，导致电荷的积累。
电极将电荷收集，并通过导线传输到测量电路中。
2. 压电式传感器的应用2.1 压力传感器压力传感器是压电式传感器的一种常见应用。
由于压电材料对压力具有敏感性，因此可以将压电材料作为传感器的敏感元件，用于测量各种介质的压力。
压力传感器广泛应用于工业控制、医疗设备、环境监测等领域。
例如，在工业控制中，压力传感器可用于监测液体或气体的压力，从而实现对设备状态的监测和控制。
在医疗设备中，压力传感器可用于血压监测、呼吸机控制等应用。
2.2 加速度传感器加速度传感器是另一种常见的压电式传感器应用。
加速度传感器用于测量物体在运动过程中的加速度。
当物体受到加速度时，压电材料会发生振动，并产生电荷信号，通过测量电荷信号的大小可得到物体的加速度。
加速度传感器在车辆安全、航空航天、工程结构监测等领域有着广泛的应用。
例如，汽车中的车辆稳定系统会使用加速度传感器监测车辆的倾斜角度和加速度，以实现提高行驶安全性能。
2.3 声音传感器压电式传感器还可以用作声音传感器。
当声波通过压电材料时，材料内的晶体结构会发生振动，从而产生电荷信号。
通过测量这种电荷信号的大小，可以实现对声音的测量和分析。
声音传感器在声学测量、语音识别、噪音控制等领域有广泛的应用。
例如，在噪音控制系统中，声音传感器可以用于捕捉环境噪音信号，并通过控制系统反馈，实现噪音的消除或降低。
3. 总结压电式传感器利用压电效应将机械能转化为电能，以实现对外界力的测量。
压电式传感器的原理及应用
压电式传感器的原理及应用压电式传感器是一种应用了压电效应的传感器，通过将压电材料置于受力区域，当被测物体发生变形或受力时，压电材料发生形变，从而产生电荷信号，利用该信号来测量被测量的变化情况。
一、压电效应的原理压电效应是一种物理现象，指在压力或拉伸下，某些晶体（通常是晶体的极性方向）会产生电位差。
这种效应被广泛应用于各种传感器中，特别是在加速度计、其它惯性传感器、压力传感器和液位传感器等方面。
二、压电式传感器的原理压电式传感器通常由压电晶体和测量电路组成。
当被测物体发生形变或受力时，压电材料中的极性方向的晶体产生压电效应，导致产生电荷的位移，并与电荷电容匹配的放大器或其他电路连接。
由于被测量的变化（压力，成形，位移等）与电荷位移之间存在特定关系，所以可以根据电荷电荷读数来确定被测物体发生变化的精确程度。
三、压电式传感器的应用由于压电效应具有高灵敏度、高频响应、耐腐蚀、抗干扰等优点，压电式传感器在各种领域得到广泛应用。
1.压力测量：压电式传感器常用于压力传感器的制造，用于测量汽车轮胎、气缸、油压和空气压力等。
2.振动测量：压电式传感器还可以用于测量机器和车辆的振动水平，以便定位有问题的部件。
3.流量测量：压电式传感器在流量测量中应用广泛，例如在医疗方面测量血流，工业方面可以应用于计算液体的流量。
4.力学测试：压电式传感器的高灵敏度和高频响应特性，在体育、自然科学和工程学中用于测量冲击、震动和变形等量。
5.地震观测：压电式传感器还可以用于地震观测，以便在监测过程中测量地震的振动率。
压电式传感器在上述应用领域中具有重要作用，并与其他类型的传感器如压阻式传感器、光电式传感器、磁性传感器等合作，实现了各种领域的数据测量工作，体现了良好的应用前景。
压电式力传感器的应用场景
压电式力传感器的应用场景压电式力传感器是一种常用于测量力的传感器，具有灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻等特点。
由于其优越的性能和广泛的应用领域，压电式力传感器在工业、医疗、航空航天等领域有着广泛的应用。
1. 工业自动化在工业自动化领域，压电式力传感器可以用于测量机械设备的力学特性，例如测量机械臂的扭矩、压力、力量等参数。
通过实时监测这些参数，可以对机械设备进行精确控制，提高生产效率和产品质量。
2. 汽车行业压电式力传感器在汽车行业的应用非常广泛。
例如，在汽车制动系统中，可以使用压电式力传感器来测量制动踏板的力度，从而实现对刹车系统的精确控制。
另外，压电式力传感器还可以用于测量引擎输出的扭矩和功率，以及车辆的加速度和行驶速度等参数。
3. 医疗设备在医疗设备中，压电式力传感器被广泛应用于各种测量和监测系统中。
例如，在手术中，可以使用压电式力传感器来测量手术器械的握力，以确保手术的精确性和安全性。
此外，压电式力传感器还可以用于测量患者的呼吸、心跳等生理参数，以监测患者的健康状况。
4. 航空航天在航空航天领域，需要对飞机、火箭等飞行器的各种力学参数进行准确测量。
压电式力传感器可以用于测量飞行器的气动力、推力、重力等参数，从而为飞行器的设计和控制提供重要的数据支持。
此外，压电式力传感器还可以用于测量航天器的姿态变化和振动特性等。
5. 智能手机和电子设备压电式力传感器在智能手机和其他电子设备中也有着广泛的应用。
例如，智能手机的触摸屏和按键部分常常使用压电式力传感器来实现用户的触摸输入。
此外，压电式力传感器还可以用于测量电池的充电状态、设备的重量和压力等参数。
压电式力传感器具有广泛的应用场景，在工业、医疗、航空航天和电子设备等领域发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步和创新，压电式力传感器的应用将会越来越广泛，为各个领域的发展和进步提供更加可靠和精确的力学测量。
压电加速度传感器原理
压电加速度传感器原理压电加速度传感器是一种利用压电效应来测量加速度的传感器。
压电效应是指某些晶体或陶瓷材料在受到外力作用时，会产生电荷分布不均匀的现象，从而产生电压。
压电传感器利用这一效应来测量加速度，具有灵敏度高、频率响应广、体积小、重量轻等优点，广泛应用于汽车、航空航天、工业生产等领域。
压电加速度传感器的工作原理是利用压电材料的压电效应来感知外界的加速度变化。
压电材料在受到外力作用时会产生电荷分布不均匀的现象，从而产生电压信号。
传感器中包含压电材料的敏感部分，当受到加速度作用时，压电材料产生电荷分布不均匀的变化，从而产生电压信号。
通过测量这一电压信号的变化，就可以得到加速度的大小。
压电材料通常是一些晶体或陶瓷材料，比如氧化锆、铅钛酸锆、硼酸锂等。
这些材料有一个共同的特点，就是在受到外力作用时会产生电荷分布不均匀的现象，从而产生电压信号。
这种压电效应能够使得压电加速度传感器对加速度变化产生很高的灵敏度，同时具有很宽的频率响应范围。
压电加速度传感器通常由压电材料、传感器壳体、导电粘合剂、电缆和接头等部分组成。
压电材料通常被固定在传感器壳体中，然后通过导电粘合剂和电缆连接到外部的电路中。
当受到加速度作用时，压电材料产生电荷分布不均匀的变化，从而产生电压信号，通过电缆和接头传输到外部的电路中进行处理。
压电加速度传感器的灵敏度主要取决于压电材料的性能和传感器的结构设计。
选择合适的压电材料、优化传感器的结构设计、合理布置传感器的电路等都能够提高传感器的灵敏度。
此外，压电加速度传感器还可以通过外部的放大电路和滤波电路来进一步提高其灵敏度和信噪比。
压电加速度传感器在实际应用中具有一定的局限性。
比如，在温度变化较大的环境中，压电材料的性能会发生变化，从而影响传感器的测量精度。
此外，在高加速度、高频率振动等特殊环境中，传感器也会受到一定的限制。
因此，在实际应用中需要根据具体的情况选择合适的压电加速度传感器，并进行必要的补偿和调校。
MEMS压电式加速度计
MEMS压电式加速度计MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）压电式加速度计是一种利用压电效应测量加速度的传感器。
它基于微纳技术制造而成，具有小型化、低功耗、高性能等优势，在汽车、航空航天、智能手机等领域广泛应用。
MEMS压电式加速度计的主要原理是利用压电材料的特性。
压电材料是一种在受到力或压力作用下会产生电荷的材料。
当压电材料受到加速度作用时，会产生应变，从而产生电荷。
通过测量这个电荷的大小，就可以确定加速度的大小。
MEMS压电式加速度计由压电传感器和信号处理电路组成。
压电传感器通常采用层状压电片结构，其中包含了压电材料和电极层。
当压电材料受到加速度作用时，会产生电荷，在电极间形成电压。
信号处理电路会将这个电压转换为数字信号，并进行处理和分析。
MEMS压电式加速度计具有以下优势。
首先，它是一种小型化的传感器，体积小、重量轻，可以方便地集成到其他设备中。
其次，它具有低功耗的特性，适合于电池供电的应用。
此外，它的响应速度快，可以检测频率较高的加速度变化。
最后，它的测量精度高，可以达到微米级的精度要求。
MEMS压电式加速度计在汽车行业中得到广泛应用。
例如，在车辆的安全系统中，可以通过加速度计来检测车辆的碰撞、翻滚等情况，从而触发安全气囊的打开。
此外，它还可以被用于车辆的悬挂系统、刹车系统等方面的控制和监测。
在航空航天领域，MEMS压电式加速度计可以用于火箭、导弹等飞行器的姿态控制和导航系统中。
通过测量加速度，可以确定飞行器的姿态和位置，从而实现精确的导航和控制。
在智能手机等消费类电子产品中，MEMS压电式加速度计可以用于屏幕旋转、手势识别等功能。
通过感知手机的倾斜、旋转等动作，可以实现屏幕的自动旋转、游戏的控制等功能。
总之，MEMS压电式加速度计是一种应用广泛的传感器，具有小型化、低功耗、高性能等优势。
它在汽车、航空航天、智能手机等领域发挥着重要的作用，为这些领域的发展和进步做出了贡献。
压电式传感器及其应用
压电式加速度传感器及其应用一、压电式加速度传感器原理压电式加速度传感器又称压电加速度计。
它也属于惯性式传感器。
它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。
当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。
加速度传感器是一种惯性传感器,它能感受加速度并转换成可用输出信号，被广泛用于航空航天、武器系统、汽车、消费电子等。
实际电路图如下：二、压电式加速度传感器构成元件预压弹簧压电元件外壳质量块基座常用的压电式加速度计的结构形式如图所示，是由预压弹簧，质量块，基座，压电元件和外壳组成。
图中为环形剪切型，结构简单，能做成极小型、高共振频率的加速度计，环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。
由于粘结剂会随温度增高而变软，因此最高工作温度受到限制。
三、压电式加速度传感器的实际应用加速度传感器应用范围广泛，一般来讲它有六种检测感应功能：倾斜度检测、运动检测、定位检测、震动检测、振动检测和自由落下检测。
(一)倾斜度检测加速度传感器水平放置时，在重力作用下经激励有一定幅度的输出，当与重力方向有倾角时，传感器信号输出幅度会有所变化，对两种状态下信号输出进行比较计算可推算出倾斜角的大小，应用双轴、三轴加速度传感器就可测出任意倾斜角的大小和方向。
利用加速度传感器测量倾斜度的这种检测感应功能，加速度传感器可应用于倾斜仪、倾斜度侦测电子罗盘、图像旋转、文本滚动浏览／用户界面、LCD投影和物理治疗法等方面。
飞思卡尔半导体公司推出的MMA7260Q三轴加速度传感器是用于倾角测量的典型应用之一，它以重力为输入矢量来决定物体在空间的姿态。
把加速度传感器固定于物体的水平面上，当物体姿态改变时，加速度传感器的敏感轴随之转动一定角度，由于重力的作用，传感器敏感轴上的加速度会发生改变，因此可通过测量加速度的变化来反映物体姿态的变化。
(二) 运动检测在进行运动检测时，需要考虑几个因素：如何计算它的位移，g 值的范围选择及使用量测轴。
压电式传感器的发展和应用
压电式传感器的发展和应用摘要：压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量测量。
压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，例如力、压力、加速度等。
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点，因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。
关键字：压电式传感器，压电效应，发展与应用正文：1.压电式传感器的工作原理1.1压电效应压电式传感器是利用电解质的压电效应工作的。
某些晶体，在一定方向受到外力作用是，内部将产生极化现象，相应的在晶体的两个表面产生符号相反的电荷;当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。
当外力方向改变时，电荷的极性也随之改变，这种现象称为压电效应。
1.2压电材料压电材料分三类压电晶体，如石英等；压电陶瓷，如钛酸钡、锆钛酸铅等；压电半导体，如硫化锌、碲化镉等。
1.3压电式传感器等效电路右图是压电压电式传感器的等效电路。
当压电传感器中的压电晶体承受被测机械应力的作用时，在它的两个极面上出现极性相反但电量相等的电荷。
其电容量为2.压电式传感器的发展2.1压电式传感器的发展压电传感器技术的发展历程可分为三个阶段。
第一个阶段是60～70年代，传感器以电荷输出为主，测量系统包括压电传感器和以电荷放大器为主的信号适调装置；到了80～90年代中期，出现了IEPE(In Electronics Piezoelectricity)传感器，也被称为低阻抗电压输出传感器，它主要解决了压电信号以高阻抗传输带来的一系列问题；第三阶段是90年代中期至今，即插即用智能TEDS 混合模式接口传感器2.2国内发展现状在我国压电传感器的研究与应用明显落后于世界先进水平，自70年代以来，压电传感器的应用主要是为了满足航天技术发展的需要。
改革开放之后，随着引进国外先进技术和管理经验，国民经济进入快阶段，现代测量技术的发展与应用成为必然。
传感器技术在智能制造中的应用探讨
传感器技术在智能制造中的应用探讨在当今的制造业领域，智能制造已经成为了主流的发展趋势。
而传感器技术作为智能制造的关键支撑技术之一，正在发挥着越来越重要的作用。
它就像是智能制造系统的“眼睛”和“耳朵”，能够实时感知和采集各种生产过程中的数据，为智能制造提供了丰富的信息资源，帮助企业实现更加高效、精准和智能化的生产。
传感器技术的基本原理与类型传感器是一种能够感知和检测物理量、化学量或生物量，并将其转换为电信号或其他易于处理和传输的信号的装置。
其基本原理是利用各种物理、化学或生物效应，将被测量的非电量转换为电量或其他可用信号。
常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、湿度传感器、光电传感器、磁传感器等等。
温度传感器用于测量物体的温度，常见的有热电偶、热电阻和热敏电阻等。
压力传感器可以测量气体或液体的压力，如应变式压力传感器、电容式压力传感器等。
位移传感器能够检测物体的位置变化，例如电感式位移传感器、光栅式位移传感器。
速度和加速度传感器则用于测量物体的运动速度和加速度，如压电式加速度传感器。
湿度传感器用于检测环境中的湿度，光电传感器通过检测光的变化来获取信息，磁传感器则依靠磁场的变化来工作。
传感器技术在智能制造中的具体应用在生产过程监控方面，传感器技术发挥着至关重要的作用。
通过在生产线上安装各种传感器，如温度、压力、湿度等传感器，可以实时监测生产环境的参数变化，确保生产过程在最佳的条件下进行。
例如，在电子制造行业，对生产环境的温度和湿度要求非常严格，通过传感器的实时监测和反馈，可以及时调整空调系统，保证产品的质量和生产效率。
在设备状态监测中，传感器技术能够实时感知设备的运行状态。
例如，通过振动传感器和噪声传感器，可以监测设备的振动和噪声情况，提前发现设备的潜在故障，进行预防性维护，减少设备停机时间，提高设备的利用率和生产效率。
同时，利用电流传感器和电压传感器监测设备的能耗情况，有助于企业优化能源管理，降低生产成本。
常用传感器的工作原理及应用
常用传感器的工作原理及应用传感器是将物理量转化为电信号或其他可用形式输出的装置，是现代自动化系统中不可缺少的一部分。
常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、光敏传感器、加速度传感器等。
它们在各个领域中起到了重要的作用。
本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。
一、温度传感器温度传感器广泛应用于工业、农业、医疗、环境监测等领域。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、红外温度传感器等。
1.热敏电阻：是一种基于电阻变化随温度变化的原理工作的传感器。
随着温度的升高，电阻值降低，反之亦然。
它适用于精度要求不高的温度测量，如家用电器中的温控。
2.热电偶：是利用热电效应进行温度测量的传感器。
热电偶由两种不同金属导线组成，当两种导线的焊接处温度发生变化时，会产生热电势差。
热电偶适用于高温测量，如工业炉温度测量。
3.红外温度传感器：是利用物体辐射出的红外辐射进行测量的传感器。
它通过接收物体散发的红外辐射，并转化为温度信号。
红外温度传感器适用于无接触测量、远距离测温。
二、压力传感器压力传感器广泛应用于工业生产、流体控制、航空航天等领域。
常见的压力传感器有电阻应变式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器等。
1.电阻应变式压力传感器：是利用电阻应变效应进行测量的传感器。
在受力作用下，电阻应变片会发生形变，从而引起电阻值的变化。
电阻应变式压力传感器适用于精密测量。
2.电容式压力传感器：是利用电容变化进行压力测量的传感器。
当受到压力作用时，传感器内部的电容值会发生变化。
电容式压力传感器适用于低压力测量。
3.压电式压力传感器：是利用压电效应进行压力测量的传感器。
传感器通过压电效应将压力转化为电荷信号。
压电式压力传感器适用于高压力测量。
三、光敏传感器光敏传感器广泛应用于照明控制、太阳能监测、摄像、安防等领域。
常见的光敏传感器有光电二极管、光敏电阻、光电三极管等。
1.光电二极管：是利用PN结处的光生效应测量光照强度的传感器。
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摘 要： 随着测试技术的数字化、智能化和计算机化，振动测试和动态分析发挥着愈来愈重要的作用，而
压电式加速度传感器广泛应用于振动测试中。阐述了压电式加速度传感器作为一种机电换能器将振动
加速度转变成电量进行测振的具体原理与特点，介绍了其结构型式，分析了其频率特性和灵敏度，并探
究了正确的安装方法及恰当的选型。为振动测试结果的准确可靠提供了有力的技术支持。
LI Cui1 ， LI Xiao-min2 ， ZHONG Mei-fang1 （ 1． Jiangxi Insititute of Measurement and Testing，Nanchang 330002，China； 2． Department of Assets Management，Jiangxi Traditional Chinese Medicine College，Nanchang 330006，China）
常用的压电式加速度计的结构形式如图 1 所示。 图中： S 是弹簧，M 是质量块，B 是基座，P 是压电元件， R 是夹持环。图 1（ a） 是中央安装压缩型，压电元件— 质量块—弹簧系统装在圆形中心支柱上，支柱与基座 连接。这种结构有高的共振频率。然而基座 B 与测 试对象连接时，如果基座 B 有变形则将直接影响拾振 器输出。此外，测试对象和环境温度变化将影响压电 元件，并使预紧力发生变化，易引起温度漂移。图 1 （ b） 为环形剪切型，结构简单，能做成极小型、高共振 频率的加速度计，环形质量块黏到装在中心支柱上的 环形压电元件上。由于黏结剂会随温度增高而变软， 因此最高工作温度受到限制。图 1（ c） 为三角剪切形， 压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。加速 度计感受轴向振动时，压电元件承受切应力。这种结 构对 底座变形和温度变化有极好的隔离作用，有较高 的共振频率和良好的线性［6］。
3 压电式加速度传感器的安装
图 1 压电式加速度计
3． 1 几种常用的压电式加速度传感器的安装连接方 法及对应的频率特性［8］ （ 1） 胶合螺栓。适用于不希望在被测量体上钻螺
孔而破坏原结构完整性情况。胶接时可用环氧树脂或 软胶将胶合螺栓粘接在测点处。环氧树脂胶可保证较 高的安装谐振频率，软胶则适用于测量频率不高情况。
第 10 期
李 翠，等： 压电式加速度传感器的智能应用
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（ 2） 石蜡粘接。优点是简单易行，也能保证较高 的安 装 谐 振 频 率，但 是 只 适 用 于 常 温 情 况 （ 低 于 40℃ ） 。
（ 3） 双面胶带。适用于较低频率、传感器质量较 小的情况。优点是平滑平面效果好，缺点是当胶带太 厚时，会导致可测频率上限大为下降。
4 压电加速度传感器的选择
在给定频率下，加速度、速度与位移之间的幅值相 差一个圆频率因子，相位差 90°。在测量系统中，可通 过积分电路由加速度得到速度，由速度得到位移。但 是由于三类传感器原理构造的不同，使用范围的差异， 因而在特定情况下需选择恰当的传感器类型，选择恰 当类型的传感器是振动测试结果准确可靠的保证。 4． 1 选择压电加速 度 传 感 器 应 考 虑 的 主 要 特 性
压电加速度计属发电型传感器，可把它看成电压 源或电荷源，故灵敏度有电压灵敏度和电荷灵敏度 2 种表示方法。前者是加速度计输出电压（ mV） 与所承 受加速度之比； 后者是加速度计输出电荷与所承受加 速度之比（ m / s2 ） ，但在振动测量中往往用标准重力加 速度 g 作单位，1g = 9． 806 65 m / s2 。这是一种已为大 家所接受的表示方式，几乎所有的测振仪器都用 g 作 为加速度单位并在仪器的板面上和说明书中标出。对 给定的压电材料而言，灵敏度随质量块的增大或压电 元件的增多而增大。一般来说，加速度计尺寸越大，其 固有频率越低。因此，选用加速度计时应当权衡灵敏 度和结构尺寸、附加质量的影响和频率响应特性之间 的利弊［7］。压 电 晶 体 加 速 度 计 的 横 向 灵 敏 度 表 示 它 对横向（ 垂直于加速度计轴线） 振动的敏感程度，横向 灵敏度常以主灵敏度（ 即加速度计的电压灵敏度或电 荷灵敏度） 的百分比表示。一般在壳体上用小红点标 出最小横向灵敏度方向，一个优良的加速度计的横向 灵敏度应小于主灵敏度的 3% 。因此，压电式加速度 计在测试时具有明显的方向性。
Abstract： Along with the test technology digitization，intellectualization and computerize，the vibration test and the dynamic analysis are playing more and more vital role，but the piezoelectricity type acceleration sensor are widely applied in the vibration test． This article elaborated the principle and characteristic that the piezoelectricity type acceleration sensor as the one kind of electromechanical transducer will transfor in vibrating acceleration to electric quantity so as to measure vibration，introduced in detail its structure pattern，analyzed its frequency characteristic and the sensitivity， inquired into detail correct install method and the appropriate shaping，and provided the powerful technical support reliably for the vibration test result． Key words： acceleration sensor； piezoelectricity type； oscillator measurement
关键词： 加速度传感器； 压电式； 振动测量
中图分类号： TP 212． 9
文献标识码： A
文章编号： 1006 － 7167（ 2010） 10igent Application of Piezoelectricity Type Acceleration Sensor
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实验室研究与探索
第 29 卷
扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外 界电源等特点，是广泛使用的振动测量传感器［4］。 2． 2 压电式加速度传感器常用的压电材料
压电材料一般可以分为压电晶体和压电陶瓷。在 压电式加速度计的最常用的压电晶体为石英，其特点 为工作温度范围宽、性能稳定，因此，在实际应用中经 常被用作标准传感器的压电材料。由于石英的压电系 数比其他压电材料低得多，因此对通用型压电加速度 计而言更为常用的压电材料为压电陶瓷。压电陶瓷中 锆钛酸铅（ PZT） 是目前压电加速度计中最常使用的压 电材料，其特点为具有较高的压电系数和居里点，各项 机电参数随温度时间等外界条件的变化相对较小［5］。 2． 3 压电加速度传感器的敏感芯体的结构形式
第 29 卷 第 10 期 2010 年 10 月
实验室研究与探索
RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY
Vol． 29 No． 10 Oct． 2010
压电式加速度传感器的智能应用
李 翠1， 李效民2， 钟美芳1
（ 1． 江西省计量测试研究院，江西 南昌 330002； 2． 江西中医学院 资产管理处，江西 南昌 330006）
HK91XX 系列加速度计采用上述各种固定方法的 共振频率分别约为： 钢螺栓固定法 31 kHz，涂簿蜡层 29 kHz，永久磁铁固定法 7 kHz。 3． 2 安装时应注意的环节
为了得到精确可靠的振动测量结果，安装压电式 加速度传感器时必须使其灵敏度主轴与测量方向一 致。此外安装时还应使传感器与被测量体之间有刚性 传递，以保证传感器正确感受被测量体的振动。安装 传感器时还需应用绝缘螺栓和垫圈将传感器与被测量 体隔离。
收稿日期： 2010 － 08 － 15 作者简介： 李 翠（ 1964 － ） ，女，江西南昌人，高级工程师，实验室 主任，研究方向： 医疗与无线电计量检定与校准。 Tel． ： 18970916068； E-mail： licui1997@ 163． com
频率范围内测量幅值精度的高低来评定。最常用的振 动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻 式、电容式、电感式及光电式。而压电式加速度传感器 因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对 被测件的影响小以及安装使用方便等优点，成为最常 用的振动测量传感器，广泛应用于振动测试中［2］。
压电加速度传感器的敏感芯体一般由压电材料和 附加质量块组成，当质量块受到加速度作用后便转换 成一个与加速度成正比并加载到压电材料上的力，而 压电材料受力后在其表面产生一个与加速度成正比的 电荷信号。压电材料的特性决定了作用力可以是受正 应力也可以是剪应力，压电材料产生的电荷大小随作 用力的方向以及电荷引出表面的位置而变。根据压电 材料不同的受力方法，常用传感器敏感芯体的结构一 般有压缩、剪切、弯曲变形梁 3 种形式。
1引言
工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速 度表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很 小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，故在实 际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量［1］。
描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝 大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和 幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际 上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传 感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的