傳感器是獲得*準(zhǔn)有效數(shù)據(jù)的**一觸點(diǎn)；它們?cè)趯⒃嘉锢砹哭D(zhuǎn)換為便于測(cè)量計(jì)算的數(shù)據(jù)量的過(guò)程中，發(fā)揮著重要作用。
　　伴隨著電力、船舶、航空、航天等多種工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越需要更精*的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽機(jī)等高能動(dòng)力裝置，對(duì)工業(yè)級(jí)傳感器都提出了更加嚴(yán)苛的要求。
　　在眾多傳感器里，筆者以工業(yè)級(jí)加速度傳感器為例，結(jié)合應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，將一些體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)做一個(gè)簡(jiǎn)單的分享。

　　1.什么是加速度傳感器？

　　加速度傳感器(Accelerometer)，又稱加速規(guī)、加速計(jì)，是用于測(cè)量加速度的一種感應(yīng)裝置，該裝置在加速過(guò)程中對(duì)自身所受慣性力進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)牛頓*二定律得出加速度值。從感應(yīng)機(jī)理上分為壓電式、電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式等。

　　2.汽車平順性試驗(yàn)應(yīng)用

　　將加速度傳感器安裝在車輛座椅上，測(cè)量XYZ三個(gè)軸向上的振動(dòng)加速度過(guò)程，用以評(píng)價(jià)汽車行駛平順性的道路試驗(yàn)。

　　3.工業(yè)級(jí)加速度傳感器

　　選擇加速度傳感器時(shí)，用戶大多基于加速度量程范圍，同時(shí)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用。如傾斜角度測(cè)量，±1.5g的量程已經(jīng)足夠。±2g的加速度傳感器可以用于大多數(shù)消費(fèi)電子和商業(yè)應(yīng)用。但對(duì)于急停、多方向劇烈變化以及振動(dòng)烈度較大的測(cè)量應(yīng)用，至少要選擇±10g以上或者更大量程的加速度傳感器。
　　在眾多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，都需要對(duì)沖擊和振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，因應(yīng)用環(huán)境溫度的高低溫波動(dòng)范圍大，對(duì)加速度計(jì)的量程、靈敏度、精度要求高，對(duì)于常規(guī)加速度傳感器來(lái)說(shuō)，*全不能勝任這種嚴(yán)苛惡劣的工作環(huán)境?；诖斯I(yè)級(jí)加速度傳感器應(yīng)運(yùn)而生，它們*全能夠在這種惡劣的應(yīng)用環(huán)境中保持高可靠性的持續(xù)測(cè)量和穩(wěn)定輸出。

　　4.工業(yè)級(jí)加速度傳感器的品牌和產(chǎn)品性能

　　在傳感器市場(chǎng)中，工業(yè)級(jí)加速度傳感器品牌眾多，其中歐、美、日品牌占據(jù)了此類產(chǎn)品較大比例的市場(chǎng)份額。但隨著中國(guó)近年來(lái)工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，中國(guó)的自主品牌也正在這一細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域中逐步跟上，并在高、中、低幾個(gè)技術(shù)維度上與歐、美、日同臺(tái)角逐。
　　從產(chǎn)品技術(shù)和可靠性兩個(gè)維度上來(lái)看，進(jìn)口品牌美國(guó)PCB、丹麥B&K和中國(guó)自主品牌西人馬（FATRI）的工業(yè)級(jí)加速度傳感器能夠比較全*的詮釋這兩個(gè)維度。
　　PCB Piezotronics, Inc. “PCB”是PicoCoulomB的縮寫，PicoCoulomB屬于技術(shù)術(shù)語(yǔ)，定義了由PCB制造的壓電傳感器產(chǎn)生的電荷類型，也成了該公司的注冊(cè)商標(biāo)。PCB 于1967年成立，是美國(guó)老牌的家族企業(yè)。擁有加速度測(cè)量、振動(dòng)、沖擊、聲學(xué)、負(fù)載等產(chǎn)品線。
　　Brüel & Kj?r簡(jiǎn)稱B&K，名稱與商標(biāo)源于創(chuàng)始人Per VilhelmBrüel和ViggoKj?r的名字，二人緣起于哥本哈根理工學(xué)院（現(xiàn)丹麥工業(yè)大學(xué)），這是個(gè)歷史悠久的公司，成立于1942年，擁有加速度測(cè)量、傳聲器、聲學(xué)全息陣列等產(chǎn)品線。
　　西人馬（廈門）科技有限公司- FATRI，創(chuàng)始人聶泳忠博士，這是一個(gè)歷久彌新的中國(guó)自主品牌，“久”在于其創(chuàng)始人聶博士一直深耕于*密先進(jìn)傳感器的研發(fā)和設(shè)計(jì)的前沿，“新”是因?yàn)樵摴?成立了5年多的時(shí)間。雖然成立時(shí)間短，但擁有先進(jìn)材料、芯片制造、*密傳感器（加速度、溫度、壓力等）、測(cè)量設(shè)備等豐富和扎實(shí)的產(chǎn)品研發(fā)和制造能力。
　　筆者從三個(gè)品牌的產(chǎn)品中揀選出工業(yè)級(jí)加速度傳感器的同類產(chǎn)品，通過(guò)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格來(lái)解析工業(yè)級(jí)傳感器的一些特性和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

　　5.工業(yè)級(jí)加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

　　靈敏度
　　電壓靈敏度在滿足諧振頻率的前提下越大越好，后端采樣調(diào)理的回路就越容易。
　　工作溫度
　　在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫度的驟升驟降，能否有效進(jìn)行測(cè)量，直接影響測(cè)量的效率，所以工作溫度范圍要盡量夠?qū)挕?br /> 　　響應(yīng)時(shí)間
　　當(dāng)被測(cè)量物體發(fā)生變化時(shí)，傳感器并不能立刻反應(yīng)，普遍存在滯后，滯后的時(shí)長(zhǎng)即響應(yīng)時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間越短越好。
　　沖擊*限
　　指1秒內(nèi)，傳感器及殼體所能承受的*大加速度沖擊，一般在可承受沖擊的范圍內(nèi)，傳感器仍能保持正常工作，沖擊*限上限越高越好。
　　橫向靈敏度
　　測(cè)量某個(gè)方向時(shí)，信號(hào)輸出理論上應(yīng)全為感知方向，但實(shí)際上在該方向垂直的方向也會(huì)有信號(hào)輸出，這是橫向效應(yīng)造成的，所以橫向靈敏度越低，性能越好。國(guó)標(biāo)要求≤5*。
　　非線性度
　　在固定的頻率和幅值范圍內(nèi)，輸出量與輸入量成正比時(shí)，成為線性變卦。實(shí)際傳感器的校準(zhǔn)結(jié)果與線性偏離的程度稱為傳感器的非線性度。該指標(biāo)越小越好。
　　頻率響應(yīng)
　　一般加速度傳感器的工作頻率上限為自身諧振頻率的1/3左右，通常加速度傳感器低頻特性較差，信號(hào)衰減嚴(yán)重，而在高頻段線性度差，非線性影響較大。在實(shí)際應(yīng)用中，土木工程結(jié)構(gòu)的頻率范圍在0.2~1kHz左右，通用機(jī)械設(shè)備大多屬于中頻段，頻率范圍在0.5~5kHz左右。高能動(dòng)力裝置由低頻至高頻段，頻率范圍會(huì)大于5kHz。另外，傳感器安裝的剛性對(duì)傳感器測(cè)量的頻率范圍也有一定影響。工業(yè)級(jí)加速度傳感器的頻率響應(yīng)范圍直接影響其在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的測(cè)量效率。
　　從上面的指標(biāo)我們可以看出，工業(yè)級(jí)加速度傳感器的量程范圍相較于非工業(yè)級(jí)傳感器更加寬大，工作溫度區(qū)間能經(jīng)受住較大范圍高低溫的循環(huán)轉(zhuǎn)換，并在這樣的工況下可以保證相對(duì)較好的靈敏度，且能夠?qū)M向靈敏度控制在盡可能小的范圍內(nèi)，同時(shí)要能夠承受住上千g的沖擊。這些要素的集合，等于對(duì)傳感器的研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造提出了*高的要求。在實(shí)際制造過(guò)程中每一個(gè)微小的工藝上的誤差，都會(huì)對(duì)傳感器本身帶來(lái)巨大的影響。
　　PCB與B&K作為國(guó)際知名的傳感器*業(yè)制造商在產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格上的要求是嚴(yán)謹(jǐn)和苛刻的，在實(shí)際應(yīng)用中有口皆碑。值得一提的是，西人馬（FATRI）作為一個(gè)中國(guó)自主傳感器品牌，在這樣短的時(shí)間內(nèi)能將產(chǎn)品做到這樣的高度，不得不說(shuō)這是一個(gè)具備*強(qiáng)技術(shù)實(shí)力的企業(yè)。畢竟在傳感器制造這個(gè)行業(yè)里，在工程技術(shù)中，技術(shù)實(shí)力與研發(fā)設(shè)計(jì)能力是**生產(chǎn)力。
　　筆者從多方了解到，西人馬（FATRI）是一家擁有材料、傳感器芯片設(shè)計(jì)制造、封裝、測(cè)試、*密傳感器制造等*方位能力的硬核科技公司。這家公司在短短5年時(shí)間里注冊(cè)**多達(dá)600多項(xiàng)，如自主研發(fā)了用于壓電類傳感器的基座楔形自鎖剪切結(jié)構(gòu)，*全不同于文獻(xiàn)中可見(jiàn)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，綜合了傳統(tǒng)壓縮和診斷壓縮，具有較好的線性、剪切性和高靈敏度等特點(diǎn)，其工藝性*其簡(jiǎn)單且可靠，產(chǎn)品自適應(yīng)性好，由于采用了自鎖緊結(jié)構(gòu)，因此其接觸剛度大大提高了諧振頻率，能夠保持良好的線性。
　　目前這種技術(shù)被西人馬廣泛應(yīng)用在通用振動(dòng)測(cè)量和高溫振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或者優(yōu)于目前流行的各項(xiàng)設(shè)計(jì)。在先進(jìn)傳感器制造這樣一個(gè)重資產(chǎn)、技術(shù)門檻高、研發(fā)周期長(zhǎng)的行業(yè)里，做出這樣具備競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)級(jí)傳感器，在當(dāng)下浮躁、投機(jī)的環(huán)境中，更顯得難能可貴。作為行業(yè)中的一員，筆者能夠想象，在這個(gè)過(guò)程中不知要經(jīng)歷多少艱辛與磨難。但這種付出與堅(jiān)守是值得的，我們需要更多這種能夠耐得住寂寞，具備工匠精神的科技創(chuàng)新企業(yè)。
　　當(dāng)前，各種工程技術(shù)與前沿科技高速發(fā)展的趨勢(shì)下，在工業(yè)傳感器的領(lǐng)域里，歐、美、日產(chǎn)品仍*具競(jìng)爭(zhēng)力。但隨著*球市場(chǎng)需求的發(fā)展，相信未來(lái)會(huì)有更多中國(guó)傳感器自主品牌走向世*，與國(guó)際廠商同臺(tái)角逐，一爭(zhēng)高下。國(guó)際局勢(shì)的風(fēng)云激蕩，時(shí)刻牽動(dòng)著市場(chǎng)格局變化。作為后發(fā)者，需要秉持初心，堅(jiān)定不移的走自主研發(fā)制造的正確路線。筆者希望能有更多像西人馬（FATRI）這樣具備核心技術(shù)實(shí)力的中國(guó)傳感器自主品牌廠商能夠在更多的應(yīng)用領(lǐng)域與歐、美、日等國(guó)外傳感器企業(yè)同臺(tái)角逐。