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P+F加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過程中，通過對質(zhì)量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同，常見的P+F加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。

中文名稱：P+F加速度傳感器

英文名稱：acceleration transducer

定義：能感受加速度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器

應用學科：機械工程（一級學科）；傳感器（二級學科）；物理量傳感器（三級學科）。

壓電式

壓電式P+F加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式P+F加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應，在加速度計受振時，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。

壓阻式

基于的MEMS硅微加工技術(shù)，壓阻式P+F加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點，易于集成在各種模擬和數(shù)字電路中，廣泛應用于汽車碰撞實驗、測試儀器、設(shè)備振動監(jiān)測等領(lǐng)域。

電容式

電容式P+F加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式P+F加速度傳感器/電容式加速度計是比較通用的P+F加速度傳感器。在某些領(lǐng)域，如安全氣囊，手機移動設(shè)備等。電容式P+F加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統(tǒng)（MEMS）工藝，在大量生產(chǎn)時變得經(jīng)濟，從而保證了較低的成本。

伺服式

伺服式P+F加速度傳感器是一種閉環(huán)測試系統(tǒng)，具有動態(tài)性 能好、動態(tài)范圍大和線性度好等特點。其工作原理，傳感器的振動系統(tǒng)由 "m-k”系統(tǒng)組成，與一般加速度計相同，但質(zhì)量m上還接著一個電磁線圈，當基座上有 加速度輸入時，質(zhì)量塊偏離平衡位置，該位移大小由位移傳感器檢測出來，經(jīng)伺服放大器 放大后轉(zhuǎn)換為電流輸出，該電流流過電磁線圈，在磁鐵的磁場中產(chǎn)生電磁恢復力，力圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上，所以伺服P+F加速度傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下工作。

由于有反饋作用，增強了抗干擾的能力，提高測量精度，擴大了測量范圍，伺服加速度測量技術(shù)廣泛地應用于慣性導航和慣性制導系統(tǒng)中，在高精度的振動測量和標定中也有應用。

范圍

通過測量由于重力引起的加速度，你可以計算出設(shè)備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動態(tài)加速度，你可以分析出設(shè)備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發(fā)現(xiàn)光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是，工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。

P+F加速度傳感器可以幫助機器人了解它身處的環(huán)境。是在爬山？還是在走下坡，摔倒了沒有？或者對于飛行類的機器人來說，對于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。更要確保的是，你的機器人沒有帶著自己前往人群密集處。一個好的程序員能夠使用P+F加速度傳感器來回答所有上述問題。P+F加速度傳感器甚至可以用來分析發(fā)動機的振動。

P+F加速度傳感器可以測量牽引力產(chǎn)生的加速度。

P+F加速度傳感器應用于地震檢波器設(shè)計

地震檢波器是用于地質(zhì)勘探和工程測量的專用傳感器，是一種將地面振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅鳎馨训卣鸩ㄒ鸬牡孛嬲饎愚D(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)組織、存儲、運算處理。P+F加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備，典型應用在手機、筆記本電腦、步程計和運動檢測等。

P+F加速度傳感器技術(shù)應用于車禍報警

在汽車工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代，汽車成為了人們出行主要的交通工具之一，但是因交通事故的傷亡數(shù)量也十分巨大。在信息化的現(xiàn)代利用高科技去挽救人的生命將會是重大研究的主題之一，基于加速度的車禍報警系統(tǒng)正是懷著這種設(shè)計理念，相信這種系統(tǒng)的推廣，會給汽車行業(yè)帶來更多的安全。

P+F加速度傳感器應用于監(jiān)測高壓導線舞動

目前國內(nèi)對導線舞動監(jiān)測多采用視頻圖像采集和運動加速度測量兩種主要技術(shù)方案。前者在野外高溫、高濕、嚴寒、濃霧、沙塵等天氣條件下，不僅對視頻設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性要求很高，而且拍攝的視頻圖像的效果也會受到影響，在實際使用中只能作為輔助監(jiān)測手段，無法定量分析導線運動參數(shù)；而采用P+F加速度傳感器監(jiān)測導線舞動情況，雖可定量分析輸電導線某一點上下振動和左右擺動的情況，但只能測出導線直線運動的振幅和頻率，而對于復雜的圓周運動，則無法準確測量。所以我們必須加快P+F加速度傳感器的發(fā)展來適應諸如此類環(huán)境下進行應用。

汽車安全

P+F加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。

在安全應用中，加速度計的快速反應非常重要。安全氣囊應在什么時候彈出要迅速確定，所以加速度計必須在瞬間做出反應。通過采用可迅速達到穩(wěn)定狀態(tài)而不是振動不止的傳感器設(shè)計可以縮短器件的反應時間。其中，壓阻式P+F加速度傳感器由于在汽車工業(yè)中的廣泛應用而發(fā)展*快。

游戲控制

P+F加速度傳感器可以檢測上下左右的傾角的變化，因此通過前后傾斜手持設(shè)備來實現(xiàn)對游戲中物體的前后左右的方向控制，就變得很簡單。

圖像自動翻轉(zhuǎn)

用P+F加速度傳感器檢測手持設(shè)備的旋轉(zhuǎn)動作及方向，實現(xiàn)所要顯示圖像的轉(zhuǎn)正。

電子指南針傾斜校正

磁傳感器是通過測量磁通量的大小來確定方向的。當磁傳感器發(fā)生傾斜時，通過磁傳感器的地磁通量將發(fā)生變化，從而使方向指向產(chǎn)生誤差。因此，如果不帶傾斜校正的電子指南針，需要用戶水平放置。而利用P+F加速度傳感器可以測量傾角的這一原理，可以對電子指南針的傾斜進行補償。

GPS導航系統(tǒng)死角的補償

GPS系統(tǒng)是通過接收三顆呈120度分布的衛(wèi)星信號來最終確定物體的方位的。在一些特殊的場合和地貌，如遂道、高樓林立、叢林地帶，GPS信號會變?nèi)跎踔?失去，這也就是所謂的死角。而通過加裝P+F加速度傳感器及以前我們所通用的慣性導航，便可以進行系統(tǒng)死區(qū)的測量。對P+F加速度傳感器進行一次積分，就變成了單位時間里的速度變化量，從而測出在死區(qū)內(nèi)物體的移動。

計步器功能

P+F加速度傳感器可以檢測交流信號以及物體的振動，人在走動的時候會產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動，而P+F加速度傳感器可以檢測振動的過零點，從而計算出人所走的步或跑步所走的步數(shù)，從而計算出人所移動的位移。并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。

防手抖功能

用P+F加速度傳感器檢測手持設(shè)備的振動/晃動幅度，當振動/晃動幅度過大時鎖住照相快門，使所拍攝的圖像永遠是清晰的。

閃信功能

通過揮動手持設(shè)備實現(xiàn)在空中顯示文字，用戶可以自己編寫顯示的文字。這個閃信功能是利用人們的視覺殘留現(xiàn)象，用P+F加速度傳感器檢測揮動的周期，實現(xiàn)所顯示文字的準確定位。

硬盤保護

利用P+F加速度傳感器檢測自由落體狀態(tài)，從而對迷你硬盤實施必要的保護。大家知道，硬盤在讀取數(shù)據(jù)時，磁頭與碟片之間的間距很小，因此，外界的輕微振動就會對硬盤產(chǎn)生很壞的后果，使數(shù)據(jù)丟失。而利用P+F加速度傳感器可以檢測自由落體狀態(tài)。當檢測到自由落體狀態(tài)時，讓磁頭復位，以減少硬盤的受損程度。

設(shè)備或終端姿態(tài)檢測

P+F加速度傳感器和陀螺儀通常稱為慣性傳感器，常用于各種設(shè)備或終端中實現(xiàn)姿態(tài)檢測，運動檢測等，也就很適合玩體感游戲的人群。P+F加速度傳感器利用重力加速度，可以用于檢測設(shè)備的傾斜角度，但是它會受到運動加速度的影響，使傾角測量不夠準確，所以通常需利用陀螺儀和磁傳感器補償。同時磁傳感器測量方位角時，也是利用地磁場，當系統(tǒng)中電流變化或周圍有導磁材料時，以及當設(shè)備傾斜時，測量出的方位角也不準確，這時需要用P+F加速度傳感器（傾角傳感器）和陀螺儀進行補償。

智能產(chǎn)品

P+F加速度傳感器在微信功能中的創(chuàng)新功能突破了電子產(chǎn)品的千篇一律，這個功能的實現(xiàn)來源傳感器的方向、加速表、光線、磁場、臨近性、溫度等參數(shù)的特性。這個原理是手機里面集成的P+F加速度傳感器，它能夠分別測量X、Y、Z三個方面的加速度值，X方向值的大小代表手機水平移動，Y方向值的大小代表手機垂直移動，Z方向值的大小代表手機的空間垂直方向，天空的方向為正，地球的方向為負，然后把相關(guān)的加速度值傳輸給操作系統(tǒng)，通過判斷其大小變化，就能知道同時玩微信的朋友。

線加速度計的原理是牛頓第二定律，即加速度定律，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測量F就可以了。怎么測量F？用電磁力去平衡這個力就可以了。就可以得到 F對應于電流的關(guān)系。只需要用實驗去標定這個比例系數(shù)就行了。當然中間的信號傳輸、放大、濾波就是電路的事了。

多數(shù)P+F加速度傳感器是根據(jù)壓電效應的原理來工作的。

所謂的壓電效應就是 "對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場，這種由于機械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應 "。

一般P+F加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作P+F加速度傳感器，比如壓阻技術(shù)，電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的機會和問題。

壓阻式P+F加速度傳感器由于在汽車工業(yè)中的廣泛應用而發(fā)展*快。由于安全性越來越成為汽車制造商的賣點，這種附加系統(tǒng)也越來越多。壓阻式P+F加速度傳感器2000年的市場規(guī)模約為4.2億美元，根據(jù)有關(guān)調(diào)查，預計其市值將按年平均4.1%速度增長，至2007年達到5.6億美元。這其中，歐洲市場的速度*快，因為歐洲是許多安全氣囊和汽車生產(chǎn)企業(yè)的所在地。

壓電技術(shù)主要在工業(yè)上用來防止機器故障，使用這種傳感器可以檢測機器潛在的故障以達到自保護，及避免對工人產(chǎn)生意外傷害，這種傳感器具有用戶，尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶所追求的可重復性、穩(wěn)定性和自生性。但是在許多新的應用領(lǐng)域，很多用戶尚無使用這類傳感器的意識，銷售商冒險進入這種尚待開發(fā)的市場會麻煩多多，因為終端用戶對由于使用這種傳感器而帶來的問題和解決方法都認識不多。

如果這些問題能夠得到解決，將會促進壓電傳感器得到更快的發(fā)展。2002年壓電傳感器市值為3億美元，預計其年增長率將達到4.9%，到2007年達到4.2億美元。

使用P+F加速度傳感器有時會碰到低頻場合測量時輸出信號出現(xiàn)失真的情況，用多種測量判斷方法一時找不出故障出現(xiàn)的原因，經(jīng)過分析總結(jié)，導致測量結(jié)果失真的因素主要是：系統(tǒng)低頻響應差，系統(tǒng)低頻信噪比差，外界環(huán)境對測量信號的影響。 所以，只要出現(xiàn)P+F加速度傳感器低頻測量信號失真情況，對比以上三點看看是哪個因素造成的，有針對性的進行解決。

可對測量范圍和輸出進行定制化參數(shù)設(shè)置

由堅固的金屬安裝支架和傳感器模塊組成的創(chuàng)新安裝概念

外殼堅固，適合室外使用

防護等級 IP68/69

經(jīng)過 E1 和 GL 認證，可用于越野和航海應用

F99-Fusion 適合在動態(tài)應用中檢測加速度