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声表面波加速度传感器及其应用前景 |
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加速度传感器是利用物体的惯性性质测量物体运动情况的一类惯性传感器。它输出与运载体的运动加速度成比例或有一定关系的信号。加速度传感器原理基于牛顿经典力学，即牛顿力学第二定理：物体在外力的作用下将产生加速度，其大小与所加外力成正比，与物体质量成反比，与物体质量成反比，方向与作用力的方向一致。加速度传感器的种类很多，发展也很快，目前应用比较比较成熟的有电容式加速度传感器和压阻式加速度传感器。压阻式加速度传感器是利用硅材料电阻率的变化。压阻式加速度传感器具有频率响应特性好、测量方法易行、线性度好等优点，其缺点是温度效应严重、灵敏度低。电容式加速度传感器是将被测加速度转换成电容的变化来进行加速度测量的。其基本特征是工作性能稳定，温度漂移小。然而，电容式加速度传感器在将被测加速度转换为对应的电容器电容变化量时，由于加速度惯性力引起电容极板位移的敏感度和速度总是慢于和小于悬臂梁等支承梁上应力变化的敏感度和速度，所以声表面波加速度传感器对被测加速度的敏感度和响应速度要高于和快于电容式等其它类型的加速度传感器。
近年来，开放新型功能材料、研究新型传感技术，已被发达国家列为现代和未来科学研究的技术开放规划中的战略重点。利用新材料、新原理和新工艺研制出高性能、低成本、智能化、微型化的传感器是研究新型传感器的主要手段和最终目标。在种类众多的传感器家族中，声表面波是其中比较出色的一员。
由于声表面波加速度传感器具有独特的优良性能，所以它在军事和民用领域有着广泛的应用前景。它可应用于导弹和航天器的控制与导航。声表面波加速度传感器具有高精度、高灵敏度、体积和重量小等优点，非常适合应用在惯性导航和制导系统中。声表面波加速度传感器应用于遥测系统，最突出的特点还是输出频率量。频率信号易于进行计算机处理，抗干扰能力强，重量轻，有利于提高弹箭的性能。
声表面波加速度传感器还可应用于通用航空、车辆控制、天文测量、大地测量、生物医学测量等重要民用领域。汽车工业的发展显示将来一辆汽车上将应用多只加速度传感器，声表面波加速度传感器高灵敏度、体积和重量很小的特点非常适合汽车安全控制功能的应用。总之，声表面波传感器优异的技术性能，代表着当今世界传感器发展方向，有强大的生命力和广阔的应用前景，无论在科学技术还是在发展国民经济上都具有现实意义。 |
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