材料选择

　　加速度计是压电装置，也就是说，主要传感元件是压电元件，其构造方式使得当受到振动力的作用时，产生比例电信号。发现一些材料是天然压电的。石英是加速度计中常用的天然材料，具有无与伦比的长期稳定性。可以使多晶陶瓷材料表现出压电性能。锆酸铅锆酸盐(PZT)是加速度计用于“极化”后的常用材料。轮询PZT使陶瓷在高温下经受非常高的DC电压，以试图沿着轮轴对齐畴。PZT表明随着时间的推移输出会自然衰减，需要经常重新校准。人工老化这些单元的特殊努力减少了这种情况。高冲击水平或高温安装也可能导致基于PZT的传感器的输出发生变化。

　　通常，Quartz和PZT都用于制造加速度计。每种材料都有一定的优点和缺点。如前所述，Quartz具有出色的温度稳定性，并且没有老化效应，因此随着时间的推移非常稳定。石英传感器提供高电压灵敏度，需要电压放大器来调节信号。具有大值电阻器的电压放大器通常具有固有的噪声并且限制了***小可测量信号，但允许监测非常高水平的振动。基于PZT的传感器提供高电荷输出和高电容。使用“更安静”的微电子电荷放大器，从而允许测量低水平振动。

　　加速度计设计中要考虑的其他材料选择包括外壳材料，连接器选择和密封方法。工业加速度计需要在非常不利的环境条件下运行。通常存在严酷的化学品使传感器受到腐蚀性和***终破坏性的条件。在恶劣的工业环境中需要无腐蚀性的316L不锈钢外壳，以确保传感器的耐用性。316L不锈钢也用于其非磁性，这在大型电机周围很重要。阳极氧化铝外壳无法承受极端条件。一些较新的传感器正在出现，在案例设计中是复合的。一些复合材料表现出与不锈钢相似的耐腐蚀性。连接器也应同样坚固。在恶劣环境中也需要带有气密密封的不锈钢连接器。BNC等非密封连接器虽然方便，但不能在工业环境中存活。BNC连接器在重复使用和剧烈振动时也会磨损。污染物可能通过环氧树脂密封进入传感器并永久损坏传感器。密封连接器和密封激光或电子束焊接确保传感器密封免受外部污染物的影响。

　　机械

　　三种基本结构设计用于制造工业加速度计。它们是弯曲，压缩和剪切设计。所有三种设计都包含压电元件的基本组件，振动质量，基座和外壳。

　　在弯曲设计中，压电元件以双悬臂梁的形式固定到震动质量上。图1显示了在支点或基座处驱动的传感元件/质量系统。弯曲设计具有较低的共振频率，并且通常不适合机械监测应用。由于其高输出(高达100 V / g)，弯曲设计在低水平，低频地震应用中表现优异。弯曲元件通常是环氧树脂，这限制了其在高冲击环境中的应用。

　　压缩设计通常是***简单和***容易理解的。水晶，石英或陶瓷，用弹性预载螺栓夹在震动质量和基座之间。进入基座的运动(振动)挤压晶体产生输出。压缩设计比工业机械监控应用的弯曲设计更适合，因为它们具有高共振和更耐用的设计。压缩设计通常具有厚基底，并且由于基础应变和热瞬态敏感性，应该在厚壁结构上使用。

　　剪切设计使传感元件承受剪切应力。压电传感元件和振动质量通过一个固定环固定在一个直立的中心柱/底座上，如图3所示。这种预载产生一种刚性结构，具有良好的频率响应和更高的机械完整性。由于敏感轴不与安装表面一致，因此基本应变和热瞬态等不利环境条件不会像其他设计那样产生错误信号。