CN1203665A

CN1203665A - 测量加速度或机械力的方法和装置

Info

Publication number: CN1203665A
Application number: CN96198761A
Authority: CN
Inventors: K·S·汉森
Original assignee: Bruel and Kjaer AS
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer AS
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-12-30
Anticipated expiration: 2016-09-24
Also published as: EP0855034A1; CN1084877C; US5677487A; DE69617450D1; DE69617450T2; WO1997014969A1; AU7278996A; US5996412A; EP0855034B1; JP2000514176A

Abstract

利用一个传感器或一个加速度计测量加速度或机械力的一种方法,所说加速度产生惯性力,在所说传感器或加速度计中至少有一个压电元件受到基本平行于所说压电元件的极化轴的一个剪切力的作用,所说剪切力由基本垂直于所说极化轴的一个机械力或惯性力分量形成。用于测量加速度或机械力的一种传感器,所说加速度引起惯性力,包括至少一个压电元件,和至少两个分离的、与所说压电元件接合的表面,所说表面这样设置,使得它们在基本沿垂直于所说压电元件的极化轴方向的一个机械力或惯性力分量的作用下发生相互位移。可取的是,压电元件安装在设置在一个支撑基座上的两个测量臂的自由端之间,所说测量臂在受到力或加速度作用时沿垂直于其纵轴方向发生形变或倾斜。可以利用具有多个电极的一个压电元件测量三个方向的力或加速度。这些原理也适用于测量力或压力。

Description

测量加速度或机械力的方法和装置

发明领域

本发明涉及使用压电元件的传感器，所说压电元件根据其所承受的机械作用产生一个电输出信号。本发明具体应用于加速度传感器，其根据加速度产生电输出信号。

发明背景技术

机械测力计常常用于机械力的静态和动态测量。所测量的力可能引起在一个或多个测量元件中电荷、电压、电流或阻抗的变化。

在测量机械振动或加速度时，已知使用测震加速度计，其中采用压电材料来产生电荷。对于这种加速度计，已知在压电元件或物质上设置一个测震质量，其也设置在底座上。因此，当该加速度计受到加速度作用时，惯性力引起陶瓷元件中的应变，陶瓷元件基于压电效应产生电输出信号。

当频率基本低于整个加速度计系统自然共振频率的振动作用在底座上时，测震质量被强迫跟随振动，从而在压电元件上作用一个正比于测震质量和加速度的力。进而，作用在压电元件上的惯性力在该元件上产生电荷，所说电荷量正比于该加速度。

当压电元件在振动过程中受到压力作用时，这种加速度计就是压力型，而当压电元件在振动过程中受到剪切力作用时，这种加速度计就是剪切力型。压力型加速度计的结构最为简单，但是由于陶瓷压电材料在极化轴方向是热电性质的，并且是从垂直于该轴的电极上取得信号的，所以压力型加速度计对于温度瞬变太敏感。与此相反，由于剪切力型加速度计的信号是从平行于极化轴的电极上取得的，所以剪切力型加速度计对于温度的敏感度较低。

已知利用一种“弯曲”型加速度计可以获得较高的灵敏度。在这种加速度计中，从测震质量产生的力作用并使所谓的“弯曲元件”弯曲，这种弯曲元件在两层沿其厚度方向极化的压电材料之间夹有一层导电材料。因此，当该元件在垂直于该元件纵轴的一个平面内弯曲时，在两层中的一层产生压缩应力，而在另一层产生张应力。当弯曲元件的长度显著大于该元件厚度时，则在每一层中产生的电荷量大于如果相同的测震质量直接作用以使压电材料受到压力或剪切力所获得的电荷量。

但是，弯曲元件的缺点是它是热电性质的，因为设置在垂直于极化轴的表面上。弯曲元件的另一个缺点是由于压电材料构成机械结构的主要部分，因此当试图使这种结构最佳化时产生某些问题。

发明概要

所以，本发明的一个主要目的是提供一种方法和一种传感器，其中减少或避免了压电材料的热电效应。根据本发明的原理，这是通过利用压电材料的剪切力灵敏度，同时将测震质量的作用力放大而实现的。

本发明的原理表示在图1中。在图1中，表示了两个测量臂1、2，它们的一端都利用两个铰链4、5固定在一个相对刚性的底座3上，它们的另一端固定在一个压电元件6的相对设置的表面上，所说压电元件沿测量臂1、2的纵向极化。

当图1所示系统在距离铰链轴L处受到垂直于测量臂1、2纵轴的一个力P作用时，在固定点产生M＝P×L的力矩。铰链4、5只能够传递剪切力或压力；因此，铰链无法传递力矩M，但是将产生两个力臂为h的力偶P_f1、P_f2，其中P_f1、P_f2和力臂h满足以下方程：

P×L＝P_f1×h＝P_f2×h 或

P_f1＝P_f2＝P×L/h

因此，垂直于测量臂纵轴的作用力P被转换为作用在测量臂纵向的力偶P_f1、P_f2。力P_f1、P_f2为力P的L/h倍，并且在压电元件上施加一个机械应力。

从上面的讨论应当理解，根据本发明的原理，通过将一个测震质量的重心设置在距铰链轴L处，可以构成一个灵敏度为采用相同的测震质量直接作用在压电元件上构成的加速度计灵敏度的L/h倍的加速度计，同时获得较低的动态温度灵敏度，而这本来是剪切力型加速度计的特征。

所以本发明的一个主要目的是提供利用一个传感器或一个加速度计测量加速度或机械力的一种改进方法，其中加速度产生惯性力，在加速度计中至少一个压电元件受到基本平行于压电元件极化轴的剪切力作用。根据本发明的原理，这种剪切力是由机械力或惯性力的基本垂直于压电元件极化轴的分量形成的。

当一个剪切力或多个剪切力作用在压电元件上时，在该元件的表面上产生电荷，从而在所说压电元件两端产生电压。可以利用这些电荷或电压确定机械力分量或由于该剪切力作用而产生的加速度分量。

可取的是，剪切力由至少两个分离的表面之间的相互位移形成的，而所说位移具有基本平行于压电元件极化轴的分量，并且由所说机械力或惯性力引起。为了使所说机械力或惯性力分量产生剪切力，可取的是所说压电元件按照相对于两个表面居中和贴合的关系安装。

可取的是，所说压电元件安装在第一和第二两个基本相对设置的表面之间，并且与之成剪切关系，在一个优选实施例中，一个第一压电元件和一个第二压电元件分别安装在安装在所说第一和第二基本相对设置表面之间，并且与之成剪切关系。但是，在这些表面之间还可以设置两个以上的压电元件。为了获得对于作用在压电元件上的力的高灵敏度，压电元件的极化轴应当基本相互平行。但是，极化轴可以彼此反向。

为了使两个分离表面在机械力或惯性力分量的作用下相互位移，从而产生剪切力，可取的是，两个相对设置表面中的每一个都是位于支撑基座之上的两个测量臂或直立部分之一的一部分。测量臂应当固定在基座上，从而测量臂在所说力分量作用下相对于支撑基座变形或倾斜。

压电元件的形状可以变化，但是，为了使传感器的灵敏度达到最高，可取的是，压电元件具有沿极化轴方向延伸的基本平行的两个表面。从而，当压电元件受到所产生的剪切力作用时，在压电元件的表面上产生电荷。因此，所产生的电荷或所产生的相应的电压差可以作为产生所说剪切力的力分量的一种量度。压电元件基本相对的平行表面可以是平面或柱面。

应当理解，根据本发明的原理，可以利用不同方向的压电元件表面测量不同方向的力分量。

因此，在一个优选实施例中，根据在压电元件的第一对平行表面上产生的第一电荷量获得基本垂直于极化轴的第一机械力或惯性力分量的一种量度，根据在压电元件的第二对平行表面上产生的第二电荷量获得基本垂直于极化轴和基本平行于第一力分量方向的第二机械力或惯性力分量的一种量度。

此外，通过进一步测量基本平行于压电元件的极化轴的第三机械力或惯性力分量可以进行三轴测量，所说第三力分量产生一个剪切力。应当理解，通过将第一和第三力分量测量相结合，还可以进行两个方向的测量。

本发明的另一个目的是提供一种传感器或一种加速度计，它能够根据本发明的原理测量机械力或加速度。因此，根据本发明所构成的一种传感器或一种加速度计包括至少一个压电元件和至少两个与所说压电元件贴合的分离表面。这些表面这样设置，使得当一个机械力或一个惯性力分量沿基本垂直于压电元件极化轴方向作用在其上时，它们发生相互位移。

为了在压电元件中形成机械应力，从而产生剪切力，可取的是，所说传感器中的压电元件设置在两个分离表面之间，并且与之成剪切关系。更加可取的是，两个分离表面这样设置，使得它们之间基本彼此相对。

因此，当所说分离表面在力分量的作用下发生相互位移时，压电元件受到基本平行于压电元件极化轴的剪切力的作用，从而产生一个电信号，可以将该电信号从压电元件中输出，并用于确定机械力分量或加速度分量。

可取的是，所说传感器具有两个或多个压电元件，它们设置在所说的两个基本相对设置的表面之间，并且与之成剪切关系，其中这些压电元件具有基本平行的极化轴。更加可取的是，所说传感器的两个分离表面是位于支撑基座上两个测量臂或直立部分之一的一部分，当所说力分量作用在至少一个测量臂上时，所说测量臂相对于支撑基座发生变形或倾斜。

当测量到机械力或加速度时为了获得电输出信号，可取的是，所说传感器还包括第一电输出装置，其用于输出在压电元件的第一对基本平行表面之间产生的第一电输出信号，所说第一输出信号代表基本垂直于极化轴的第一机械力或惯性力分量的一种量度。

更加可取的是，所说传感器包括第二电输出装置，其用于输出在压电元件的第二对基本平行表面之间产生的第二电输出信号，所说第二输出信号代表第二机械力或惯性力分量的一种量度，所说第二机械力或惯性力基本垂直于极化轴，并且基本垂直于所说第一力分量的方向。

为了构成一个三轴传感器，可取的是，所说传感器还包括第三电输出装置，其用于输出由于一个剪切力作用在压电元件上产生的第三电输出信号，所说剪切力是由基本平行于压电元件极化轴的第三机械力或惯性力分量产生的。

应当理解，根据本发明构成的所说传感器或加速度计可以结合在说明书以及附图中所述和所示的很特征而构成。

附图简介

下面结合附图介绍在权利要求中所述系统的实施例和细节，并对所述系统的实施例进行详细讨论，在所说附图中：

图1为本发明原理的示意图，

图2和图3表示根据本发明构成的一种对称传感器的实施例，

图4表示根据本发明构成的一种具有两个压电元件的传感器的一个实施例，

图5表示根据本发明构成的一种具有四个压电元件的传感器的一个实施例，

图6表示根据本发明构成的一种传感器的一个实施例，其中压电元件的形状为具有一个圆柱形孔的方块，

图7表示根据本发明构成的一种传感器的一个实施例，该传感器包括一个环形的压电元件，和

图8表示根据本发明构成的一种传感器的一个目前优选的实施例，该传感器具有一个环形压电元件。

发明的详细描述

在图1所示的实例中，测量臂1、2利用铰链4、5固定在基座3上，使得测量臂可以相对于支撑基座倾斜。

但是，应当理解，并不必须采用铰链来固定测量臂，但可取的是，以这样的方式将测量臂固定在基座上，使得测量臂在受到垂直于测量臂纵轴方向的力的作用下，便于相对于基座发生变形或倾斜。因此，可取的是，每个测量臂本身比两个测量臂与压电元件组合相对于支撑基座更容易发生倾斜。

这种情况通过图2和图3所示实施例表示出来。图2表示一种对称传感器，其具有两对测量臂21a、21b和21c、21d，它们固定在一个基座22上，其中由于凹槽25a、25b和25c、25d的存在使得测量臂的倾斜十分容易。在每对测量臂21a、21b和21c、21d之间分别夹有一个压电元件23和24，在测量臂21a、21b和21c、21d的外表面分别设置有一对测震质量26a、26b和26c、26d。压电元件23和24的极化轴分别用箭头27和28指示。在本发明的这个实施例中，传感器的结构是对称的，以形成系统的平衡，从而减少或避免传感器结构的横向移动。

如果将从两个压电元件23和24输出的信号相加，则传感器主要对于沿箭头29和30所示方向的作用力或加速度灵敏，如果将两个压电元件输出的信号相减，则传感器主要对围绕垂直于由箭头27、28、29和30确定的平面的一个轴的旋转力或角加速度灵敏。

图3表示与图2所示传感器类似的另一个对称传感器，但是测震质量36、37分别夹在相应的压电元件对33a、33b和33c、33d之间。图3中的其它标号与图2所示的标号相似。如果测震质量36等于测震质量26a和26b的和，则从凹槽25a和25b至相应的测震质量36或26a和26b重心的臂长是相等的，如果铰链之间的距离是相等的，在图2和图3中铰链可以用凹槽25a和25b代表，则作用在图2所示压电元件23上的剪切力等于作用在图3所示压电元件33a和33b上的剪切力。

图4表示相当于图3所示传感器的一半的一个传感器，但是转动90°，使得压电元件的极化轴沿坐标系z-轴的方向。在图4中两个测量臂表示为41a和41b，两个压电元件表示为42和43，其表面分别为42a、42b和43a、43b，两个凹槽表示为44a和44b，测震质量表示为45，基座表示为46。

可取的是，表面42b和43a与测震质量45以导电方式接合，测震质量45应当由导电材料制成，使得表面42b的电位等于表面43a的电位。当根据现有技术测量沿z-方向的一个加速度时，两个压电元件彼此平行，在表面42a与42b之间，和表面43a与43b之间产生基本相同的电位差。将表面42a和43b接地，并测量测震质量45的电压可以获得这个电压值。

但是，沿x-方向的加速度可以根据本发明的原理将两个压电元件42和43串联起来进行测量。为使表面42b和43a具有相同电位，可以将表面42a接地，并且从表面43b输出电串联输出信号。应当指出，电输出信号可以表示在表面43b上产生的电荷。

因此，采用如图4所示结构的传感器，可以将输出信号传送到一个组合的和差放大器，从而测量沿彼此垂直的两个方向的加速度。

如果压电元件43的极化方向转动大约180°，则可取的是，在测量x-方向的加速度时将压电元件42和43的输出信号并联组合，而在测量y-方向的加速度时将它们串联。

如果需要测量沿坐标系全部三个轴方向的加速度或力，可以通过在测震质量45上设置第二对压电元件而实现。这种结构表示在图5中，图5表示了一个三轴加速度计，其中在测量x-方向和y-方向时采用本发明的原理，而在测量z-方向加速度时根据现有技术进行。

图5所示传感器包括压电元件51、52、53和54，它们都沿传感器或加速度计的z-方向极化。所有四个元件51、52、53和54的内表面都与一个测震质量55以导电方式接合，测震质量55最好由导电材料制成，与此同时，四个压电元件的外表面与四个相应的测量臂58a、58b和59a、59b相邻。压电元件可以利用围绕测量臂的一个夹紧环夹紧在测量臂与测震质量之间。测量臂设置在一个基座57上，可取的是，这些测量臂具有凹槽60a、60b和61a、61b(61a和61b未示出)，以便在测量x-方向和y-方向的加速度或力时产生倾斜。

可取的是，压电元件51的外表面接地，两个压电元件51和52串联连接，以将一个信号传送到一个x-方向输出端，用于测量x-方向的加速度或力。相应地，可取的是，压电元件53的外表面接地，两个压电元件53和54串联连接，以将一个信号传送到一个y-方向输出端，用于测量y-方向的加速度或力。x-信号和y-信号可以分别输入到传输x-输出和y-输出的电荷放大器。

当图5所示的传感器沿z-方向振动时，来自全部四个压电元件51-54的信号在测震质量55上相加，因为在x-输出端和y-输出端的电荷放大器的输入值实际上为零。因此，当测量z-方向的力或加速度时，并行使用来自全部四个压电元件的信号，并从测震质量55获取进行z-方向测量的输出信号，将该信号输入一个电压放大器以获得z-输出。

当传感器在z-方向或y-方向振动时，相应的压电元件对串联连接。这种串联连接对中的每一个压电元件具有基本相同的电容值和相同的产生电荷，如果这样一对压电元件中的第一压电元件接地，第二压电元件在电荷放大器处与实际零点相连，则这样一对压电元件的中点电压也为零。因此，在无振动方向不会产生或者只产生较小的误差信号，即使所有的压电元件51-54都在中点彼此电连接也是如此，所说中点可以由测震质量55表示。

应当指出，输入z-输出端的输出信号不是容性加载的，因为否则的话，沿z-方向的振动将产生从中点至地之间的电流。因此，z-输出端处的电压放大器最好是一个具有低输入电容值的放大器。

图6表示了一个三轴传感器或加速度计，其按照结合图5所讨论的相同原理进行测量。但是，在图6中，用一个压电元件代替了图5所示的四个压电元件51-54，图6所示的压电元件主要由一个方块62构成，其上具有一个基本为圆柱形孔63。方块62的外表面64-67相当于图5所示压电元件51-54的外表面。图6中的其它标号与图5中的标号相同。

在图6所示传感器中没有独立的测震质量，因为方块62的重量在进行z-方向测量时起到测震质量的作用。此外，在进行x-方向和y-方向测量时，测量臂和夹紧环的质量也作为总测震质量的一部分。但是，在孔63中可以加入一个独立的测震质量，以使传感器的灵敏度更高。

在图7中表示了三轴传感器或加速度计的另一个实例。这个传感器与图6所示传感器相当，但是，图6所示压电元件62现在在图7中用一个压电元件72代替，压电元件72的横截面形状基本为环形，其中具有一个孔73。表面74、75、76和77与测量臂58a、58b和59a、59b相邻，这些测量臂的形状与上述表面吻合，这些表面相当于图6所示的表面64-67。应当理解，图7所示传感器将以与图6所示传感器相应的方式工作，但是环形结构的制造成本较低。

图8表示了根据上面结合图5所述原理工作的一种三轴传感器或加速度计的一个目前优选的实施例。一个压电环72沿轴向极化，一个由钨制成的圆柱形测震质量55焊接在压电环72中。四个测量臂58a、58b和59a、59b(59a、59b未示出)位于与压电环72相邻的位置，一个绝缘环81使四个测量臂58a、58b和59a、59b与一个钢质夹紧环82绝缘，所说夹紧环将这四个测量臂牢固地夹紧在压电环72上。四个测量臂58a、58b和59a、59b中的每一个都由一个相应的铰链60a、60b、61a和61b(61a和61b未示出)支撑着，这些铰链使相应的测量臂与包括三个放大器的一个厚膜电路板84机电相连。该厚膜电路板84是用胶粘在一个基座57上的，该基座由钛制成，并且包括一个一体化的电子连接件。一根导线86将圆柱形测震质量55与z-方向放大器相连。传感器的外壳87用钛制成，其外部形状为一个立方体。外壳87具有一个圆柱形镗孔，基座57压入其中，并焊接在所说外壳上。

图8所示的加速度计具有以下技术指标：

放大器之前的灵敏度(X方向和Y方向)：9pC/g

放大器之前的灵敏度(Z方向)： 10mV/g

共振频率(X方向和Y方向)： 8kHz

共振频率(Z方向)： 10kHz

重量： 15gram

虽然在本申请中只是具体地公开和描述了本发明的有限数量的实施例，但是很显然，本发明并不局限于此，而同样能够以其它方式实施。此外，本发明不局限于测量加速度，而可以应用于例如测量力或压力。

Claims

1、利用一个传感器或一个加速度计测量加速度或机械力的一种方法，所说加速度产生惯性力，在所说传感器或加速度计中至少有一个压电元件受到基本平行于所说压电元件的极化轴的一个剪切力的作用，其特征在于所说剪切力由一个机械力或惯性力的分量形成，所说机械力或惯性力分量基本垂直于所说极化轴。

2、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所说剪切力由至少两个分离表面之间的相互位移形成，所说位移具有基本平行于所说极化轴的一个分量，并且由所说的机械力或所说的惯性力引起，所说的一个或多个压电元件安装在所说表面之间，并与所说表面成接合关系。

3、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所说的一个或多个压电元件安装在第一和第二两个基本相对设置的表面之间，并与之成剪切关系。

4、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于第一和第二压电元件分别安装在第一和第二两个基本相对设置平面之间，并与之成剪切关系，所说第一和第二压电元件具有基本平行的极化轴。

5、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于两个或多个压电元件安装在第一和第二两个基本相对设置的表面之间，并与之成剪切关系，所说压电元件具有基本平行的极化轴。

6、如权利要求3-5中任一项所述的一种方法，其特征在于所说两个相对设置表面中每一个都是位于一个支撑基座上的两个测量臂或直立部分之一的一部分，所说测量臂在所说力分量作用下相对于所说支撑基座发生变形或倾斜。

7、如权利要求2-6中任一项所述的一种方法，其特征在于所说的一个或多个压电元件具有沿极化轴方向延伸的基本平行的表面，当所说的一个或多个压电元件受到所产生的剪切力作用时在所说平行表面上产生电荷，所说电荷量代表形成所说剪切力的所说力分量的一种量度。

8、如权利要求7所述的一种方法，其特征在于所说一个或多个压电元件的基本平行的表面为平面。

9、如权利要求7所述的一种方法，其特征在于所说一个或多个压电元件的基本相对设置的平行表面为柱面。

10、如权利要求7-9中任一项所述的一种方法，其特征在于根据在所说一个或多个压电元件的第一对平行表面上产生的第一电荷量获得基本垂直于所说极化轴的第一机械力或惯性力分量的一种量度，而根据在所说一个或多个压电元件的第二对平行表面上产生的第二电荷量获得基本垂直于所说极化轴和基本垂直于所说第一力分量的第二机械力或惯性力分量的一种量度。

11、如权利要求1-10中任一项所述的一种方法，其特征在于，它还包括测量基本平行于所说一个或多个压电元件的极化轴的第三机械力或惯性力分量，所说第三力分量产生一个剪切力。

12、用于测量加速度或机械力的一种传感器，所说加速度引起惯性力，所说传感器包括至少一个压电元件，和至少两个分离的、与所说压电元件接合的表面，其特征在于所说表面这样设置，使得它们在基本沿垂直于所说压电元件的极化轴方向作用的一个机械力或惯性力分量的作用下发生相互位移。

13、如权利要求12所述的一种传感器，其特征在于所说一个或多个压电元件位于两个分离表面之间，并与之成剪切关系，使得当所说分离表面在所说力分量作用下发生相互位移时所说一个或多个压电元件受到基本平行于所说的一个或多个压电元件极化轴的一个剪切力的作用。

14、如权利要求12或13所述的一种传感器，其特征在于所说分离表面这样设置，使得它们基本彼此相对。

15、如权利要求14所述的一种传感器，其特征在于两个或多个压电元件安装在所说的两个基本相对设置的表面之间并与之成剪切关系，所说的多个压电元件具有基本平行的极化轴。

16、如权利要求12-15中任一项所述的一种传感器，其特征在于所说的两个分离表面中的每一个都是位于一个支撑基座之上的两个测量臂或直立部分之一的一部分，所说测量臂在所说力分量作用下相对于所说支撑基座发生变形或倾斜。

17、如权利要求13-16中任一项所述的一种传感器，其特征在于所说的一个或多个压电元件具有沿所说极化轴方向延伸的基本平行的表面，在所说的一个或多个压电元件受到所说剪切力作用时在所说平行表面上产生电荷，所说电荷量代表形成使所说表面发生相互位移的剪切力的所说力分量的一种量度。

18、如权利要求17所述的一种传感器，其特征在于所说一个或多个压电元件的基本相对平行表面为平面。

19、如权利要求17所述的一种传感器，其特征在于所说一个或多个压电元件的基本相对平行表面为柱面。

20、如权利要求17-19中任一项所述的一种传感器，其特征在于它还包括用于输出在所说一个或多个压电元件的第一对基本平行表面上产生的第一电输出信号的第一电输出装置，所说第一输出信号代表基本垂直于所说极化轴的第一机械力或惯性力分量的一种量度。

21、如权利要求20所述的一种传感器，其特征在于它还包括用于输出在所说一个或多个压电元件的第二对基本平行表面上产生的第二电输出信号的第二电输出装置，所说第二输出信号代表基本垂直于所说极化轴并且垂直于所说第一力分量方向的第二机械力或惯性力分量的一种量度。

22、如权利要求12-20中任一项所述的一种传感器，其特征在于它还包括用于输出由于一个剪切力作用在所说的一个或多个压电元件上而产生的第三电输出信号的第三电输出装置，所说剪切力由基本平行于所说一个或多个压电元件的极化轴的第三机械力或惯性力分量产生。

23、如权利要求16-22中任一项所述的一种传感器，其特征在于所说测量臂设置在所说支撑基座上，以易于产生所说的变形或倾斜。

24、如权利要求23所述的一种传感器，其特征在于每一个测量臂本身比两个测量臂与一个或多个压电元件的组合更容易相对于所说支撑基座发生倾斜。

25、如权利要求23或24所述的一种传感器，其特征在于所说测量臂利用铰链设置在所说支撑基座上。

26、如权利要求23或24所述的一种传感器，其特征在于对于每一个所说测量臂，靠近所说支撑基座的测量臂部分比测量臂的其余部分更不易倾斜。