動態振動測量在眾多領域至關重要，涵蓋軍工、汽車 / 卡車與機械設備，以及半導體晶圓廠等關鍵制造場所，甚至可用于地震事件的探測與監測。壓電式加速度傳感器是這類測量中常用的傳感器之一。

壓電式加速度傳感器的選型參數包括：響應類型（交流或直流）、靈敏度、輸出類型（電荷或電壓）、頻率范圍、幅值（重力加速度 g 值）、寬帶分辨率、頻譜噪聲、橫向靈敏度、集成電子器件 / 信號調理、安裝方式（螺柱、粘接、通孔等）、連接器類型，以及環境條件（包括工作溫度范圍、過載極限、靈敏度溫度系數）。

近年來（1980 年起）新增了適用于多場景的速度評判（VC）曲線規范。圖 1 展示了最新版 VC 等級的均方根速度（單位：μm/s）隨 1/3 倍頻程頻率（單位：Hz）的變化曲線。根據國際標準化組織（ISO），前四個振動等級體現了四種不同建筑環境振動對人體的典型影響。VC 限值被廣泛用于評估和管控振動對精密醫療、科研設備及其他地震敏感場景的影響。

注：VC?B 及以上曲線采用公制單位，較低等級曲線采用英制單位。VC?C 至 VC?G 僅規定了低等級限值；VC?H 至 VC?M 不建議作為設計標準，僅用于超安靜研究場所的評估。

圖 1. 適用于多場景的速度評判（VC）曲線覆蓋范圍極廣。此更新版本標注了 NIST?A、NIST AI 以及 VC?H 至 VC?M 等級。（圖片來源：Minus K Technology）

選擇

選擇合適的壓電式加速度傳感器，需滿足特定應用的關鍵參數要求。美國供熱、制冷與空調工程師協會（ASHRAE）、環境科學與技術研究所（IEST）、美國鋼結構學會（AISC）、美國國家標準與技術研究院（NIST）等行業機構，為多項振動參數提供了要求與評判標準。

供應商數據手冊中最重要的信息，或許是其產品是否符合應用所需的特定等級。若未明確標注，用戶應聯系供應商確認傳感器的目標性能。例如，圖 2 對比了一款超高靈敏度加速度傳感器的底噪與 VC?G、NIST?A 等級。該傳感器可在全頻段內評估 VC?G 合規性，并在低至約 0.5 Hz 的頻率下評估 NIST?A 合規性。

圖 2. 單軸地震加速度傳感器底噪與 VC?G、NIST?A 限值對比。（圖片來源：PCB）

使用

除依據量程、帶寬等參數選擇合適傳感器外，通常還需對偏移量與量程進行校準，并遵循其他應用評判標準。

由于振動的頻率與幅值范圍取決于加速度傳感器的速率與噪聲水平，可能需要通過低通濾波器或減震器濾除噪聲。

為獲得最佳效果，傳感器的數據采樣速率應至少為被測最高振動頻率的4 倍。如需實現精確的三維姿態測量，往往需要采用卡爾曼濾波等傳感器融合技術。

大多數工業加速度傳感器的頻率響應以 ±3 dB 點為標定值，因此安裝方式會顯著改變加速度傳感器系統（傳感器 + 安裝座）的標定范圍，必須保證牢固安裝。同時，傳感器的底噪必須遠小于被測信號。

加速度傳感器供應商官網通常會提供應用建議與使用技巧，其中常包含安裝與操作說明。例如《傳感器安裝對測量的影響》一文指出了多個會顯著影響測量重復性與可靠性的安裝要點。

信賴

將三個單軸加速度傳感器安裝在金屬立方體上，常用于模擬三軸測量。若傳感器安裝不當，或其相對方向未完全正交（互成 90°），測量結果會出現明顯偏差，在估算旋轉剛度時偏差尤為顯著。

三軸加速度傳感器的一項關鍵性能指標是串擾，即外力作用時非被測軸向可能產生的最大信號。例如，在 X 方向施加激勵時，Y 方向測到虛假振動，即為串擾。產品手冊會標注橫向靈敏度來量化這一效應。為滿足指標要求，三軸加速度傳感器會經過精密裝配以最小化串擾。

線纜布線會影響測量結果（可靠性與精度）和線纜壽命。供應商數據手冊同樣會提供應用建議以減少相關問題。

終身質保承諾，或許是讓你信賴所選加速度傳感器的最后一環。