隨著全球智能交通技術(ITS)的發展，與眾多的技術一樣，美國MSI傳感器公司研發與生產的壓電傳感器在過去數年里取得了長足的發展。它為用戶提供的不僅僅是良好的性能，高度的可靠性，簡易的安裝方法，還有逐步降低的價格。它獨一無二的特性使其在日益擴展的應用中成為理想的選擇。

壓電傳感器特點

電容式傳感器:不能檢測靜止在傳感器上的車輛。只能檢測動態信號,內阻很高,在低頻時信號衰減很大,低速時應考慮采用較高的電路輸入阻抗,速度范圍取決于電路設計,一般為5公里/小時到200公里/小時,較成功的系統達到10米/分鐘(0.6公里/小時)。

無源傳感器:可在前置放大器前長距離傳送而不需要供電。
壽命長: 超過4千萬次ESAL(等效單軸負載)安裝質量好可達一億次(ESAL)。
大信號: 200公斤輪載,在55英里速度行駛時,輸出最小250mV信號。
動態特性好: 可測自行車,摩托車,小汽車及重型貨車。
高信噪比:傳感器的扁平結構即寬厚比為6:1使非受力方向的躁聲最小。包括路面躁聲和相鄰車道車輛的躁聲最小。
最小的路面破壞:安裝切口僅為19mmx19mm。并可與路面輪廓一致.
易搬運:盤卷在600mmx600mm的紙盒內, 卷曲直徑不小于300mm就不會損壞。

一次安裝獲取多種信號:如軸數,重量,車速,軸距,與電感線圈配合,從而實現行駛中稱重(WIM),車輛分類統計,車速監測,闖紅燈拍照。

壓電傳感器應用范圍

壓電傳感器主要應用于行駛中稱重(WIM)，車輛分類統計，計軸數，測軸距，車速監測，闖紅燈拍照，泊車區域監控，收費站地磅，交通信息采集和統計(道路監控)以及機場滑行道。

一. 行駛中稱重(WIM)

在美國、巴西、德國、日本和韓國有大量應用，其主要用途是高速公路車輛超重超載監測的預選和橋梁超載警告系統，既判斷正在高速行駛中的車輛，尤其是駛過橋梁的車輛是否超載，由視頻系統拍下車牌號記錄在案，然后再由執法機構用精度較高的低速稱重系統判斷超載量并根據超載量罰款。

性能符合ASTME1318-94動態稱重標準，傳感器長度方向上的輸出一致性小于±7％，埋設在路面下永久性安裝時，總重精度在±10％以內，適用于ASTM—E1318-94標準I類動態稱重系統；臨時安裝在路面時，總重精度在±15％以內，適用于ASTMEl318-94標準II類動態稱重系統。

傳感器精度與車輛振動和跳動有關，與輪胎壓在傳感器上的面積有關，與溫度有關，需要溫度補償。尤其是道路質量對系統精度影響很大，用在水泥路面較好，壽命長于瀝青路面，用于動態稱重的道路質量應符合ASTM的有關規定。通常可以保證的精度是±10％，個別成功的系統精度可達1-2％。

速度范圍可以從5公里／小時到200公里／小時，較成功的系統在低速端達到10米／分鐘(0.6公里／小時)。重量下限是自行車，上限經受了50萬次60KN單輪胎實驗，等效于70噸(美國標準的9類車輛)，實測中水泥實驗路段被壓壞。

二、 車輛分類統計

壓電傳感器的主要用途是車型分類，車速數據可被轉換為可靠的分類數據。不同的國家使用不同的分類表對車輛分類。在美國，FHWA把車輛定義為從摩托車到多用途拖車的13種類型(見高速公路動態稱重(WIM)系統的標準規范及用戶要求與試驗方法ASTMl318-94)。車輛的類型是根據軸數和軸距確定的。
軸距：由于車速在3米或小于3米的距離內基本上是均速，用車軸經過傳感器時建立的信號時間差乘以車速，就得出軸距。

軸數：由于傳感器是檢測壓過輪胎的力，因此即使在車量靠得很近時也很容易測出軸數，但在車流密集、低速及車型相似時，不能區分所計軸數是同一輛車還是兩輛車，而電感線圈不能計軸數，因而用電感線圈+壓電傳感器的方案既可測得軸數又可測得車數。配置方案既可以是傳感器+線圈+傳感器，也可以是線圈十傳感器十線圈，為獲取車速信號芹進行其它計算，兩個方案都可以，但前一個配置較好。

輪距：有些國家如南韓，車輛的分類需要檢測輪距，我國車輛的種類很多，存在同軸距不同輪距的問題，如解放車和黃河車，其載重能力的差別很大。如果檢測器能分辨輪距，將增加系統的覆蓋率和準確性。將傳感器以一定角度斜埋就可解決這個問題。

輪胎數：其他國家車輛分類的標準，如巴西是以雙輪胎作為等級劃分標準的。為了探測雙輪胎，通常在與車流方向成一定角度(一般是30度到45度)再加裝一個傳感器。當雙輪胎經過斜埋的傳感器時，會產生一個雙峰脈沖，通過電路的處理可識別雙輪胎信號。垂直車流安裝的傳感器仍用來正常探測車速，軸數，并與斜埋傳感器計數進行比較。根據交通部發布的“超限運輸車輛行駛公路管理規定”，動態稱重系統應具備識別單、雙輪胎的能力，通過斜埋壓電軸傳感器就可解決這個問題。

由于車流量的快速增長，ETC(電子不停車收費系統)成為業內人士關注的焦點。我國一直采用的是按噸位和按客車座位數分類，現在國內行駛的車輛種類復雜，按這種分類法在ETC系統中引入自動分類十分困難。按軸距和軸數分類，再考慮載重，應是比較合理的方法。建立合理的分類標準是解決ETC問題的關鍵。

制定標準的基礎是檢測手段。應結合視頻技術，壓電軸傳感器及網絡技術針對車輛的軸數、軸距、輪數、長、寬、高等物理特性設計車型識別系統。這需要管理部門，系統集成商及器件供應商的有機組合才能實現。

三、車速監測

通常在每條車道上安裝兩條傳感器，這便于分別地采集每條車道的數據。使用兩個傳感器可計算出車輛的速度。當輪胎經過傳感器A時，啟動電子時鐘，當輪胎經過傳感器B時，時鐘停止。兩個傳感器之間的距離一般是3米，或比3米短一些(可根據需要確定)。傳感器之間的距離已知，將兩個傳感器之間的距離除以兩個傳感器信號的時間周期，就可得出車速。根據德國PTB的報告，在汽車以200公里／小時的勻速行駛時，測量精度可達到1％。

壓電傳感器可以區分差別很小的車輛，這一點使其可與速度相機觸發器在固定地點一同使用。通常都安裝2條傳感器作為一組，有的國家也安裝3條(增加了校驗)。當輪胎經過傳感器時，根據從A到B，再從B到C，最終從A到C的時間，計算出車速。然后對這幾個車速進行對比，它們都應在規定的范圍內，通常不超過2％。如果車輛超過了規定的時速，前輪經過最后一個傳感器時，立刻給車輛拍照，并計算出車速。在第一張照片拍攝后的固定時間進行第二次拍照，這樣觀測儀可以校驗車速。即使在車流量很高的情況下，也可得到各個車道的信息。傳感器可以交錯安裝，以便照相機有穩定的焦點，從而使得照片清晰可讀。