[发明专利]一种基于压电电子学效应的加速度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于压电电子学效应的加速度测量装置，其特征在于：包括

质量摆片单元，用于在感受到运载体加速度时产生惯性力；

固定环单元，用于同运载体保持相对静止，作为所述质量摆片单元的参考物；

挠性石英片单元，用于连接所述质量摆片单元和固定环单元，以在质量摆片单元感受到惯性力时产生相应大小的形变；

形变检测单元，用于利用压电电子学效应来检测所述挠性石英片单元的形变；所述形变检测单元包括纳米线和位于纳米线两端的块状电极，其中至少一块状电极同纳米线形成肖特基势垒；纳米线为压电材料，同时具有半导体性能，用于当所述挠性石英片单元发生形变时，在纳米线两端产生压电极化束缚电荷，引起肖特基势垒高度变化；所述纳米线的两端分别通过块状电极固定于所述质量摆片单元和固定环单元上；

引线单元，用于将所述形变检测单元两端的块状电极同信号处理单元连接形成回路；

信号处理单元，用于在所述形变检测单元两端提供电压差，并测量纳米线所产生的电流及根据该电流得到加速度。

2.根据权利要求1所述的基于压电电子学效应的加速度测量装置，其特征在于：还包括力反馈单元，设置于所述信号处理单元与所述质量摆片单元之间，用于根据所述信号处理单元得到的加速度来作为反馈输入信号，以在质量摆片单元上产生一个回复力，使所述质量摆片单元尽快恢复平衡位置。

3.根据权利要求1所述的基于压电电子学效应的加速度测量装置，其特征在于：所述固定环单元的主体为固定环，质量摆片单元为圆盘状并位于固定环中部空腔中；挠性石英片单元的主体为两挠性石英片，以使质量摆片单元限制在垂直于所述固定环单元所在平面的方向上摆动。

4.一种基于压电电子学效应的加速度测量方法，其特征在于，本方法基于权利要求1-3任一所述的基于压电电子学效应的加速度测量装置而进行，测量时，通过信号处理单元在纳米线两端施加一个电压信号，然后测量纳米线中电流大小；当质量摆片单元受到加速度而产生位移时，挠性石英片单元发生形变，带动纳米线产生形变而引起电流信号发生变化，电流信号I同纳米线的形变量S呈指数关系I∝e^S，纳米线的形变量S跟加速度具有一一对应关系，通过信号处理单元对电流信号的测量得到加速度值。