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压电石英称重传感器及其在动态公路车辆称重系统中的应用一、概述尽管早在1908 年Pierre（皮埃尔）和Jacguse Curie（雅克卡里）就发现了石英晶体的压电效应，但是用于动态力的测量还是20 世纪60 年代。
当时由苏黎世的瑞士联邦技术研究所研制出压电石英测力传感器，并利用它制成风洞天平，对空气动力进行测量。
瑞士联邦工学院和德国Aachen 大学分别利用石英晶体研制出刚性非常好的三分量测力传感器，用来测量机床的切削力。
20 世纪70 年代扩展了压电石英三分量测力系统，用来测量六个分量和计算力作用点的座标；军事工程部门用于测量火箭推力向量（力的大小、方向和位置）；汽车工业部门用于测量轮胎的附着力；生物力学领域用于运动矫形术、整形和姿态控制。
20 世纪80 年代在汽车制造业中压电石英测力传感器用于测量汽车点火压力，汽车碰撞的冲击力。
利用二分量测力传感器同时测量汽车检测平台的垂直力和水平力，将压电石英测力传感器埋在路面下，测量汽车轮胎与路面之间的接触力。
20 世纪90 年代公路车辆轴载超限越来越严重，已成为世界难题。
在公路车辆轴载超载预判，桥梁超载报警和轴载动态称重计量中，迫切需要体积小、高度低、重量轻，刚度大，固有频率高，动态范围广，灵敏度高的动态称重传感器和动态公路车辆称重系统。
压电石英晶体敏感元件及其组装的压电石英称重传感器就具备上述特点。
瑞士Kistler（奇石乐）公司开发出可以埋在路面下的以石英晶体为敏感元件的工字梁型动态称重传感器，用于公路车辆轴载超载预判，桥梁超载报警，隧道保护和车辆轴载计量，取得了很好的应用效果。
这种压电石英称重传感器已在美国、英国、德国、澳大利亚、韩国、日本等许多国家广泛应用。
1993 年7 月在苏黎世的瑞士联邦技术研究所，根据欧洲研究项目“COTS323 道路动态称重”的要求，对压电石英称重传感器与另外 8 个商用称重传感 器进行了道路比较试验。
试验使用数字式示波器显示重量信号、并将其储存在软盘上，然后将数据 用计算机进行离线分析。
![压电石英晶体生物传感器及其应用研究进展[1][1]](https://img.taocdn.com/s1/m/ac9ff50203d8ce2f00662313.png)
压电石英晶体生物传感器及其应用研究进展3张 波 综述 府伟灵 审校(第三军医大学西南医院检验科,重庆 400038) 摘要 压电石英晶体生物传感器是利用压电石英晶体振荡频率对晶体表面质量负载和表面性状如密度、粘度、电导、介电常数等的高度敏感性与生物识别分子的高度特异性相结合发展起来的一种新型传感器。
它具有灵敏度高、特异性好;操作简单,不需任何标记;检测速度快,成本低廉;仪器体积小,重量轻,能实时检测等特点。
特别适用于临床实验诊断、环境监测、食品卫生检验、工业生产实时监测等野外流动作业和在线检测。
本文就压电石英晶体生物传感器的原理、基本结构、特点及其应用等方面进行综述。
关键词 生物传感器 压电 石英晶体Advances i n P iezoelectr ic Quartz Crysta l B iosen sor and Its Appl ica tion sZhang Bo Fu W e il i ng(D ep art m ent of L aboratory,S ou thw est H osp ital,T h ird M ilitary M ed ical U niversity,Chong qing 400038,Ch ina) Abstract P iezoelectric quartz crystal b i o sen so r is a new sen so r developed w ith the comp rehen sive u tilizati on of the h igh sen sitivity to m ass and the su rface characteristics of quartz crystal such as den sity,visco sity,dielectric con stan t,conductance,and the h igh specificity of b i o logic iden tificati on mo lecu les.It has the featu res of h igh sen2 sitivity,h igh specificity,si m p le operati on,h igh analysis speed,low co st,s m all size,on2line detecti on,etc.It can be of w ide app licati on in the areas of m edical labo rato ry diagno sis,environm en t mon ito r,foods san itary con tro l and indu strial p roducti on.In th is paper,the fundam en tal p rinci p le,structu re and its app licati on s are review ed.Key words B i o sen so r P iezoelectricity Q uartz crystal1 引 言压电石英谐振测量技术是20世纪60年代建立起来的一种新型测量技术。
石英晶体原理,特性,参数,应用及使用注意事项介绍来源:网络作者:未知字号:[大中小]石英晶体原理,特性,参数,应用及使用注意事项介绍石英晶体等效电路Vibration of a crystal unit is actually mechanical vibration．However．the crystal unit can be expressed by a two—terminal network if its behavior is electrically converted．The series circuit consisting of L1．C1．and R1 is related to elastic vibration．while the element C0 connected in parallel to the series arm as a capacitance attributable to the dielectric body of a quartz crystal plate．The resistance R1 is a resonance resistance of the crystal unit at the series resonance frequency．(See Fig.1.)石英晶体谐振器的振动实质上是一种机械振动。
实际上，石英晶体谐振器可以被一个具有电子转换性能的两端网络测出。
这个回路包括L1、C1，同时C0作为一个石英晶体的绝缘体的电容被并入回路，与弹性振动有关的阻抗R1是在谐振频率时石英晶体谐振器的谐振阻抗。
(见图1)石英晶体的频率-温度特性To use a crystal unit as an oscillator．its oscillated frequency is required to be stable against temperature variations．A quartz crystal has crystallographic axes．and crystal cut is defined according to the cutting angle against a crystallographic axis and its associated mode of vibration．-Typical types of crystal cut and frequency—temperature characteristics are shown in Fig.2.石英晶体作为谐振器在使用时，要求其谐振频率在温度发生变化时保持稳定。
第20卷第5期2008年9月腐蚀科学与防护技术CORROSI ON S C IENCE AND PROTECTION TECHNOLOGYV o.l 20N o .5Sep .2008收稿日期:2007 01 04初稿;2007 05 09修改稿基金项目:图家自然科学基金资助项目(50499331)和国家科技基础条件建设项目(2005DKA10400)资助作者简介:汪川(1979-),男,博士研究生,大气腐蚀.T e:l 138******** E -m ai:l c w ang @i m r .ac .cn .石英晶体微天平工作原理及其在腐蚀研究中的应用与进展汪川,王振尧,柯伟中国科学院金属研究所材料环境腐蚀研究中心,沈阳110016摘要:简要介绍了石英晶体微天平(QC M )技术的基本原理,综述了QC M 在腐蚀研究方面的应用及其进展,讨论QCM 技术用于腐蚀研究的优点和局限性.关键词:石英晶体微天平;腐蚀中图分类号:TG174 3 文献标识码:A 文章编号:1002 6495(2008)05 0367 05APPLI CATI ON OF QUARTZ CRYSTAL M ICROBALANCE(QC M )AND ADVANCE M ENT I N CORROSI ON RES EARCHWANG Chuan ,WANG Zhen yao ,KE W e iEnvironmen t al Corro sion C entre ,Institute of M et a l Research ,Ch i nese A cade my of S ciences ,Sheny ang 110016Abst ract :Quartz C r ystalM icr oba lance(QC M )is a nanogra m m ass detector .In th is paper ,the pri n c i p le o fQC M techn ique w as br i e fl y i n troduced ,its advantages and d isadvantages in corrosion study w ere also dis cussed .Further m ore ,t h e applicati o n and advance m ent o f QC M i n m etal corrosi o n research w ere summ a rized .K eyw ords :quartz crystalm icrobalance ;corrosi o n石英晶体微天平(Q C M )作为纳克级灵敏度的称量工具,发展于20世纪60年代.最初主要应用于气相检测.直到20世纪80年代初,人们开始研究石英晶体在液体中的振荡行为。
基于压电石英称重传感器的动态称重系统设计研究张铁异1,2，王明霞1，周晓蓉1,2，宋孟天1(1.广西大学机械工程学院, 广西南宁530004；2.广西制造系统与先进制造技术重点实验室, 广西南宁530004) 摘要:针对高速公路动态称重系统中测量精度和车辆通行速度之间的矛盾，分析了汽车动态称重系统中影响测量精度的各种因素，进行了动态称重系统的硬件部分分析设计。
然后对动态称重系统的数据做进一步的处理，并采用奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,简记为SSA)算法进行最后的计算，提高最终结果的精度。
研究结果有助于保证动态称重系统的长时间正常高效运行，使公路运输的管理有序和交通流畅。
关键词：压电石英；传感器；动态称重；SSA算法Vehicle Vibration Signal Analysis Scheme and Choose of HardwareBased on Virtual InstrumentZHANG Tie-yi1,2, WANG Ming-xia1, ZHOU Xiao-rong1,2, SONG Meng-tian1(1. School of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004 , China;2. Guangxi key Laboratory of Manufacturing System and Advanced Manufacturing Technology, Nanning 530004,China) Abstract：According to contradiction between the measuring accuracy of the Highway Weigh-in-Motion systems and the vehicle traffic speed, various factors affecting the measuring accuracy of the Highway Weigh-in-Motion systems are analyzed. The hardware of Weigh-in-Motion systems are emphatically analyzed and designed, then the data of Weigh-in-Motion systems are disposed. Finally, the Singular Spectrum Analysis are applied to do the final calculation, and the accuracy of final results are improved. The results are helpful to guarantee the long-time normal and efficient operation of Weigh-in-Motion systems, which makes highway transportation system orderly and smooth. Keywords: Piezoelectric Quartz ; Sensor; Weigh-in-Motion; Singular Spectrum Analysis1引言车辆在运动过程中伴随着随机载荷和冲击载荷，导致了汽车运动的复杂性。
石英晶体动态汽车衡的特点及应用内容提要：国内公路货车计重收费动态称重设备，目前大多采用电阻应变传感器的秤台式或弯板式结构，受电阻应变传感器特性和实际使用的条件限制，这种设备在使用寿命、称量精度、后期维护等方面都存在不同程度的问题。
本文通过介绍石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用，旨在探讨公路动态称重设备应用技术的新途径。
石英晶体的压电特性及应用石英（SiO2）是一种天然的压电材料，当受外力作用时，石英表面便会产生电荷，即压电效应。
用于制造传感器的石英需要置于高温、高压（1000bar，400℃）热压容器内，经过长时间的培养（每公斤石英约需一周）。
使用光学晶体测角仪可以测出晶体的方向，晶体有纵向、横向和剪切向三种不同的切割方式，某一种切割方式的石英晶体只对相应方向的力敏感，分别称为纵向效应、横向效应和剪切效应：●纵向效应，电荷产生在受载石英的表面（如图1）●横向效应，电荷产生在与受载表面垂直的另两个未加载的表面（如图2）●剪切效应，电荷产生在受剪切载荷的石英表面（如图3）图1纵向效应图2横向效应图3剪切效应石英晶体用于各种力的测量时，根据应用场合的需要，选择不同切割方向的石英晶体作为检测元件，可以避免其它方向力的干扰。
承载垫(可被研磨)合金铝质型材石英敏感元件弹性材料图5石英晶体压电检测器件a)内部结构b)外形封装石英晶体损耗小，品质因素可达数百万，耐老化性能好，可长时间稳定可靠工作，99％以上的电子设备都采用石英晶体振荡器作为时间或频率的基准，在民用、工业、军事和航天领域获得了非常广泛的应用。
本文介绍石英晶体作为动态称重（WIM）传感器在公路动态称重设备中的应用。
石英晶体传感器的结构及特点1.采用石英晶体传感器的动态汽车衡构成原理图4为石英晶体动态汽车衡检测部分的构成原理，其中的核心部件Lineas ®石英晶体动态称重传感器与电荷放大器（Charge Amplifier），由瑞士Kistler （奇石乐）公司配套生产。
石英晶体微量压力传感器的研究和应用石英晶体微量压力传感器是一种广泛应用于工业控制、科学研究和生物医学领域的高灵敏度传感器，其原理是通过测量石英晶体压电效应的变化来实现对压力的检测。
本文将简要介绍石英晶体微量压力传感器的工作原理、优点、应用场景以及未来的发展趋势。
一、工作原理石英晶体微量压力传感器的工作原理基于石英晶体的压电效应。
石英晶体是将一些氧化物（如二氧化硅）加热到高温并使其逐渐冷却而成的晶体，具有压电特性，即当晶体受到外部压力或张力时，其表面产生电势差。
该电势差可通过精确测量来反映环境中的压力变化情况。
二、优点相对于其他压力传感器，石英晶体微量压力传感器具有以下优点：1. 高灵敏度由于石英晶体具有很高的压电系数和机械品质因数，因此石英晶体微量压力传感器的灵敏度非常高，能够探测非常微小的压力变化。
2. 高精度石英晶体微量压力传感器以其高精度而著称。
通过精细制造和精密电子元器件的组合，可以达到极高的精确度，达到微米级别的探测范围。
3. 耐用性强石英晶体微量压力传感器的机械结构简单，由于其不受温度、机械振动和腐蚀的影响，所以具有很高的耐用性。
三、应用场景石英晶体微量压力传感器的应用场景非常广泛：1. 工业控制在工业控制领域中，石英晶体微量压力传感器用于精确控制工业生产线上流体介质的流速、流量和压力，从而实现高效、稳定的工业制造。
2. 科学研究在科学研究领域中，石英晶体微量压力传感器被广泛应用于气体分析、温度测量和压力控制等领域，为实现科学研究提供了重要的技术支持。
3. 生物医学在生物医学领域中，石英晶体微量压力传感器被用于测量人体内部结构和组织的压力，帮助医生进行精确诊断和手术操作。
四、未来发展趋势随着科技的发展和石英晶体微量压力传感器技术的不断提升，我们可以预见到以下趋势：1. 精度的提高随着制造工艺和电子元器件的不断提高，石英晶体微量压力传感器的精度将得到进一步提高，达到纳米级别。
2. 体积的缩小为了适应越来越小的机械结构和设备，石英晶体微量压力传感器的体积将逐渐缩小，越来越便于集成到微型系统中。
石英晶体的应用一.石英晶体元器件的分类和相关术语石英晶体元器件一般分为三大类，即石英晶体谐振器，石英晶体振荡器和石英晶体滤波器。
1．1 石英晶体谐振器相关的术语标称频率晶体元件规范指定的频率串联谐振频率(Fs) 等效电路中串联电路的谐振频率并联谐振频率(Fp) 等效电路中并联电路的谐振频率负载频率(FL) 晶体带负载时的频率负载电容(CL) 与谐振器联合决定工作频率的有效外界电容静电容(C0) 等效电路中与串联臂并联的电容动电容(C1) 等效电路中串联臂中的电容动态电感(L1) 等效电路中串联臂中的电感动态电阻(R1) 等效电路中串联臂中的电阻频率精度工作频率与标称频率的偏差等效电阻(ESR) 谐振器与规定的负载电容串联的总阻抗频率温度特性频率随温度变化的特性室温频率偏差谐振器在室温下频率的偏差频率/负载牵引系数(Ts) 负载电容对频率影响的能力老化率晶体频率随时间的漂移Q值晶体的品质因数激励功率（电平）谐振器工作时消耗的功率激励功率依赖性(DLD) 谐振器在不同激励功率下参数的特性温度频率偏差频率随温度变化与标称频率的偏差工作温度范围谐振器规定的工作温度范围泛音晶体的机械谐波寄生响应晶体除主响应(主频率)外的其他频率的响应1．2 石英晶体振荡器石英晶体振荡器是目前精确度和稳定度最高的振荡器。
石英晶体振荡器是由品质因素极高的谐振器（石英晶体振子）和振荡电路组成。
晶体的品质、切割取向、晶体振子结构及电路形式等因素共同决定了振荡器的性能。
相关术语标称频率晶体元件规范指定的频率频率温度特性振荡频率随温度变化而改变的特性长期频率稳定度振荡器长时间工作频率的稳定性短期频率稳定度振荡器短时间工作频率的稳定性温度频率偏差振荡频率随温度的偏差室温频率偏差在室温时振荡频率的偏差起振时间振荡输出达到规定值的时间上升时间(方波输出）方波输出时波形从10%到90%所需的时间下降时间(方波输出）方波输出时波形从90%到10%所需的时间占空比(方波输出) 方波输出时正脉冲宽度占周期的百分比频率精度振荡频率相对标称频率的精确程度消耗电流振荡器工作时消耗的电流相位噪声信号中相位的随机变化量最大电压（方波输出）振荡器输出电压最大值最小电压（方波输出）振荡器输出电压最小值基准温度初始精度振荡器在规定基准温度下的振荡频率的精度频率—电压允差根据输入电压的最大，最小和标称值来确定频率—负载允差根据负载的最大，最小和标称负载来确定谐波与副谐波失真谐波和副谐波响应的程度杂波响应规定带宽内与杂波输出有关的非谐波响应耐过压能力振荡器经受120％规定电源电压的最大的过压能力峰-峰值（Vpp）输出电压最大与最小的差值负性阻抗晶体串联电阻,使振荡器从振到不振时的阻值当前石英晶体振荡器的发展，不仅表现在系列品种的增加和市场需求量的增长方面，而且体现在产品技术创新上。
基于压电传感器的汽车动态称重系统摘要生活中我们身边很多的交通工具，每天无数的车辆航行在高速公路，很多大货车超载现象越来越严重，严重车载可能酿成大患，堵塞交通，为了减少汽车超重必须在高速上设立汽车动态称重检测系统，使其交通运行流畅，防止因为车载引起的交通事故，其中要实现这个功能要用到传感器，传感器又有很多种类型，其中汽车动态称重系统就是基于压电传感器。
Life around us a lot of vehicles, numerous vehicles per day sailing on the highway, many large trucks overloading phenomenon more and more serious, may lead to serious scourge car, blocking traffic, in order to reduce vehicle must establish overweight car at high speed, said dynamic weight detection system to traffic running smoothly, to prevent accidents caused because the car in which to achieve this functionality to use sensors which there are many types, including automotive dynamic weighing system is based on the piezoelectric sensor.概述尽管早在 1908 年 Pierre（皮埃尔）和 Jacguse Curie（雅克卡里）就发现了石英晶体的压电效应，但是用于动态力的测量还是 20 世纪 60 年代。
当时由苏黎世的瑞士联邦技术研究所研制出压电石英测力传感器，并利用它制成风洞天平，对空气动力进行测量。
石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用内容提要：国内公路货车计重收费动态称重设备，目前大多采用电阻应变传感器的秤台式或弯板式结构，受电阻应变传感器特性和实际使用的条件限制，这种设备在使用寿命、称量精度、后期维护等方面都存在不同程度的问题。
本文通过介绍石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用，旨在探讨公路动态称重设备应用技术的新途径。
石英晶体的压电特性及应用石英（SiO2）是一种天然的压电材料，当受外力作用时，石英表面便会产生电荷，即压电效应。
用于制造传感器的石英需要置于高温、高压（1000bar，400℃）热压容器内，经过长时间的培养（每公斤石英约需一周）。
使用光学晶体测角仪可以测出晶体的方向，晶体有纵向、横向和剪切向三种不同的切割方式，某一种切割方式的石英晶体只对相应方向的力敏感，分别称为纵向效应、横向效应和剪切效应：●纵向效应，电荷产生在受载石英的表面（如图1）●横向效应，电荷产生在与受载表面垂直的另两个未加载的表面（如图2）●剪切效应，电荷产生在受剪切载荷的石英表面（如图3）图1纵向效应图2横向效应图3剪切效应石英晶体用于各种力的测量时，根据应用场合的需要，选择不同切割方向的石英晶体作为检测元件，可以避免其它方向力的干扰。
承载垫(可被研磨)合金铝质型材石英敏感元件弹性材料图5石英晶体压电检测器件a)内部结构b)外形封装石英晶体损耗小，品质因素可达数百万，耐老化性能好，可长时间稳定可靠工作，99％以上的电子设备都采用石英晶体振荡器作为时间或频率的基准，在民用、工业、军事和航天领域获得了非常广泛的应用。
本文介绍石英晶体作为动态称重（WIM）传感器在公路动态称重设备中的应用。
石英晶体传感器的结构及特点1.采用石英晶体传感器的动态汽车衡构成原理图4为石英晶体动态汽车衡检测部分的构成原理，其中的核心部件石英晶体动态称重传感器（WIM 传感器）与电荷放大器（Charge Amplifier），由瑞士Kistler （奇石乐）公司配套生产。
该公司是全球知名的传感器制造商，是压电测量技术的发明者和领导者。
石英晶体检测元件将动态轮胎力转换为电荷信号，经电荷放大器转换为模拟电压，再通过A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号，最后通过嵌入式计算机及其专用软件得出称量结果。
其测量链信号形式和单位是：力（N）→电荷（pC）→电压（V）→数据→重量（Kg）2.石英晶体WIM传感器的结构特点图5为石英晶体WIM传感器结构和外观，采用整体封装结构，有1m 和0.75m 两种长度规格，可根据道路的宽度灵活组合。
图4石英晶体动态汽车衡检测部分的构成原理图6埋设于路表的传感器图7传感器安装断面尺寸图8与路面无缝衔接石英晶体WIM传感器在水泥和沥青混凝土两种路面均可埋设（图6），依照图7所示的截面安装尺寸，在路面切割7cm宽的安装槽，开挖深度仅5cm，可以在各种路面安装，包括桥面。
石英晶体WIM传感器具有以下主要特点：★全密封结构，防水、防砂、耐腐蚀，坚固耐用、免维护石英晶体传感器本身为全密封金属结构，安装时又通过固化材料（环氧树脂＋石英砂）与路面浇筑为一个整体，传感器与路面之间平整、无缝（见图8），不会产生积水和泥沙淤积，免除了使用过程中定期清理维护工作。
其内部没有机械传动及磨损，性能长期稳定，在路面完好的情况下其使用寿命可达10年之久。
★施工简便、快捷，道路结构无损无需在道路上开挖和浇铸基坑，也不需要任何排水工程，路面切浅槽（宽7cm，深5cm）即可安装，道路结构无损，一套检测器的安装只需一个工作日，安装省时、省工、省费用，大大降低了占用车道的时间和对交通的影响。
★几乎不受环境温度限制，工作特性长期稳定石英晶体WIM传感器的工作温度范围是－40℃至＋80℃，更重要的是其温度系数仅万分之二（0.02％），无需对温度进行补偿，使用中无需因季节温度变化重新标定。
采用石英晶体WIM传感器的动态称重系统在严寒和酷热地区同样保持了长期稳定可靠的运行，如北欧瑞典、北美加拿大、中东卡塔尔等。
同时，石英晶体传感器承载面和浇筑用的固化材料在摩擦系数、膨胀系数以及导热性能方面与路面接近，不易结冰、不易打滑。
★适应性强，动态称量精度高动态称量精度主要受两方面因素影响：一是传感器的动态响应时间与承载器的惯量，两者决定了衡器适用的速度范围；二是衡器对横切力的敏感程度，决定了衡器在车辆非匀速行驶或者道路弯度、坡度对称量结果的影响。
电阻应变或机械振弦的秤台式汽车衡，均要求车辆以≦5km/h的匀速状态通过承载器（即秤台），实际车辆的速度往往超过规定值或并非接近匀速状态，这是造成动态称量误差的重要因素之一。
电阻应变传感器依靠形变进行测量，相应时间为ms级，而石英晶体传感器是刚性结构，在载荷下不变形，同时检测器与承载器在结构上是一体的，避免了承载器惯量和传递延迟，其响应时间为μs级，适应的速度范围达到200km/h。
由于采用纵向效应的石英晶体材料，传感器对横向力不敏感，可大幅度减小非匀速、曲线、坡道及弯道行驶引起的动态称量误差，换言之，在动态称量精度要求相同的情况下，石英晶体传感器更能适应车辆的实际通行状态。
同时，由于对横向力不敏感，石英晶体动态汽车衡可以在坡道、弯道和桥面直接安装，无需对道路、收费广场进行改造。
★线性好，动态量程范围宽石英晶体传感器的动态量程范围宽，单只传感器达150KN，可以完成从轻型轿车到重型货车的称量，并且在整个量程范围具有非常完美的输出线性，便于动态汽车衡的计量标定。
3.工业级电荷放大器的结构原理电荷放大器作为石英晶体传感器的配套装置，如图8所示。
放大器输入端通过配套的高阻抗同轴电缆连接石英晶体传感器，将传感器输出的电荷信号转换为电压信号。
放大器按照工业级标准设计，防护等级为IP67，采用铸铝外壳封装，具有电磁屏蔽作用，抗干扰能力强、环境温度的适应性强、长期工作性能稳定。
根据通道数不同有多种产品规格，以配合不同数量传感器构成测量系统。
电荷放大器具有极高的输入阻抗（>1012Ω），以减小对信号的分流，保证测量精度。
石英晶体传感器动态汽车衡的应用1.国外应用概况石英晶体传感器的动态汽车衡在北美、欧洲、中东、大洋洲和亚洲许多国家都广泛应用，应用场合包括：预选（Pre Select ）、超载检测（Overload Detection ，类似于我们的“治超”）、桥梁限重保护（Bridge &Construction Protection ）和统计（Statistics ），其中大部分用于高速情况，图8与石英晶体传感器配套的电荷放大器低速应用包括英国和日本，英国的部分路桥按照载货车辆重量来征收通行税，日本高速法实施后对货车实行按重量收费，这与国内近年实施公路货车计重收费（weight-dependent toll）的应用情况十分相近。
2.国内应用概况近年来，石英晶体动态汽车衡在国内的应用主要是车辆超载超限检测及公路货车计重收费两个方面。
作为车辆超载超限治理的高速预检其技术比较成熟，国内外有很多应用实例；作为公路货车计重收费设备，其要求更为复杂，中国与日本基本同期开始研发，通过研制单位的技术攻关与计量部门的严格测试，在2006年取得了国家计量部门颁发的计量器具证书。
同年，作为特殊车道（位于坡道、弯道、桥面）的动态称重设备，在四川省成渝高速及绕城高速公路的部分收费站得以应用。
计量部门多次周期性检定与不定期的核查结果表明，石英晶体动态汽车衡完全满足计量检定规程（JJG907-2006）中的动态称量精度要求，并显现了性能稳定、重复称量一致性好、运行速度范围宽、道路及环境气候适应性好等优势。
在此基础上，该设备得到了更多用户的关注，在四川、河南、上海、安徽、辽宁、黑龙江、甘肃等地区进一步推广应用。
3.石英晶体传感器动态汽车衡的应用特点▲采用“部分轮载”式测量，无静态称量模式车轮载荷的测量有两种方式：“全部轮载”方式和“部分轮载”方式。
“全部轮载”方式是指承载面宽度大于轮迹长度（轮胎触地长度），在某一个时刻车轮的所有重量全部施加在承载器上，其输出波形如图9右图，波形的峰值代表了车轮的载荷，也就是说这种方式测量的是车轮的重量，称台式汽车衡和传统弯板（宽度500mm以上）均属这种方式。
“部分轮载”方式是指承载面宽度小于轮迹长度，任意时刻轮胎的重量都是由传感器和路面共同承担，其输出波形如图9左图，波形的面积（积分值）代表了车轮的载荷，这种方式测量的是动态轮胎力，石英晶体WIM传感器、压电聚合物（PVDF）以及小型弯板（宽度200mm 左右）均是这种测量方式。
图9部分轮载、全部轮载方式及输出信号根据E131894的定义，动态称重是“对运动中车辆测量其动态轮胎力并估计车辆静止时相应的轮胎负荷的过程”（the process of measuring the dynamic tire forces of a moving vehicle and estimating the corresponding tire loads of the static vehicl），也就是说动态称重测量的是动态轮胎力，而非直接测轮重，因此，部分轮载方式测量在结构原理上完全体现了动态称量的特征，更符合关于动态称重的严格定义，是真正意义上的动态称重。
采用石英晶体传感器、压电聚合物传感器和小型弯板的动态汽车衡其承载面宽度小于轮迹长度，不具备静态称量的模式及试验条件，也没有静态称量指标。
对于秤台式与传统弯板结构的动态汽车衡，承载器宽度超过轮迹长度，具备单轴静态称量的结构条件，可以参照静态衡方式进行静态试验（如静态称量、载荷分布、偏载试验等），根据JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器检定规程》的有关规定，动态汽车衡进行静态试验的前提是衡器具备静态称量模式、并且作为集成控制衡器使用，即“用于确定参考车辆总质量，或静态参考单轴载荷的标准计量器具”，但在动态汽车衡的检定过程中，都是采用第三方的高精度衡器确定参考车辆的标准质量，而不会采用被测对象作为标准衡器，因此，动态汽车衡的静态试验和指标基本没有实际意义。
▲可实现零公里称量由于石英晶体传感器动态汽车衡不具备静态称量模式，当作为计重收费设备使用时，用户可能会产生疑问：收费站车辆排队是常事，一旦车辆在承载器上停车是否会无法正常称重？其结论是不会，这里必须正确区分静态称量与零公里两个不同的概念。
静态称量试验是检定规程的一个专门术语，是根据秤台的结构和原理，采用砝码“从零点开始向承载器上加实验负荷至最大秤量，然后从最大秤量卸载至零”，以此检验称台的偏载和线性度等指标，石英晶体、压电聚合物、小型弯板因承载面的宽度无法进行这样的试验，自然也就没有静态称量指标。
零公里是指车轮运动到承载器停止、然后又继续运动的情况，从运动状态上分析，车速是从一定值到零、又到一定值的变化过程，这一过程车轮对传感器始终存在相对运动，即车轮一定会通过传感器，传感器可以检测到动态轮胎力。
