石英加速度计将为感测领域带来全新风貌

　　Epson Toyocom在2008年10月举办的CEATEC展览中，展示嵌入石英晶体陀螺仪传感器的气垫船。为了让石英晶体陀螺仪传感器的效果更好，气垫船以一般的船尾漂移方式前进，而陀螺仪传感器则试图在前进时让船身不产生漂移。不过，这个展示仍有与现实状况不符合的地方，例如：航道的摩擦系数实际上为零(图5)。

　　传感器装置制造商现阶段的目标，就是能够尽可能提供效果极接近“Pure”的产品，以促进传感器的广泛使用。目前的传感器是以电位型式输出信号，用户如欲将此信号传送到微处理器，必须藉由滤波器、类比数位转换器或其他组件来转换信号。而装置制造商的目标，就是将这些后续处理功能全部内建于产品之中，以期在不同使用状态下皆能传回相同的数值。在达到这个目标之后，下一步便将朝向智能型感测(smart sensing)阶段发展。

　　传感器未来应用趋势 - 智能型传感器

　　在逐步发展之下，可以预期智能型传感器将开启各种产品新应用的大门，例如会晕车的机器人!目前有许多公司正着手将三轴加速度传感器与三轴陀螺仪传感器加以整合，并开发能仿真人类感官机能的系统。若此构想能够实现，制造出会晕车的机器人将不再是梦想，并将有助于测试开发防止晕车的汽车。

　　事实上，迫切需要高感度传感器的应用项目之一就是整车控制(overall vehicle control)，包括处理水平滑动(偏离角)、加速度、摇晃及颠簸等状况的能力。此类技术的开发将会让司机的工作从实际驾驶汽车，转变为仅需指示目的地和监控自动驾驶系统的效能。

　　若传感器用于保健或安全等相关领域，对传感器的要求将会更加严格。高感度传感器必须严格控管温度和磁滞特性等规格特性进行改善，以确保其准确度。目前用户必须自行追踪传感器的外部变量，并消除任何可能产生的影响，以至于他们必须具备某些技能，才能够有效地操作传感器。而工程师未来的目标则是希望智能型传感器能够自主作业，在此情况下，传感器的设计标准可能要从5S 进一步发展为7S或9S。

　　石英晶体在传感器上的下个应用-压力、加速度传感器

　　目前，Epson Toyocom正着手开发各种石英晶体传感器，除了目前已有的陀螺仪传感器外，更包括压力和加速度传感器。石英晶体压力传感器透过侦测对石英晶体振荡器施用张力或压缩应力产生的振荡频率变化，来进行运作。此设计能提供高解析的感测，因为在装置的动态范围内，频率变化能在广达10%的振荡频率范围中转换为压力值，而频率稳定性则可落在1ppm的区间内。透过以数位频率值的方式呈现输出结果，即可简化后续设计程序。

　　另一方面，石英晶体加速传感器实际上属于频率变更传感器，因此也可用于量测重力加速度。加速度将压力施于石英晶体压电振荡器上，使其压电特性和振荡频率产生变化。在±1G的加速度下，它具备100ppm/G 的敏感性和约1mG 的解析度。若能将陀螺仪传感器和压力、加速等传感器，妥善搭配石英晶体的卓越特性，将可大幅扩展产品应用的范围(表1)。

　　改善用户接口的关键组件

　　最后，传感器未来发展的最关键要素在于找出人们想要做什么。知道人们想要什么后，就能够为其建立所需的接口，并得知其运作应该搭配何种传感器。因为，解决应用问题要从确定传感器究竟需要何种程度的效能开始。

　　若将石英晶体的优点结合微机电系统(MEMS)制程，将可能开发出小型、轻巧、低功耗且即插即用的感应装置。Epson Toyocom已藉此建置其传感器的产品线，并将该制造方法称为QMEMS。QMEMS的应用范围将无远弗届，举例来说，将陀螺仪传感器嵌入手表内，即可用来量测人体的动作。QMEMS传感器拥有彻底革新人类日常生活的潜力。