中国东汉时期科学家张衡，在公元132年就制成了世界上最早的惯性式振动传感器——地动仪（图1）。是利用惯性原理设计制成的，能探测地震波的主冲方向。近代的地震仪在1880年才制成，它的原理和张衡地动仪基本相似，但在时间上却晚了1700多年。

地震仪等早期的振动冲击传感器主要采用机械敏感元件和机械指示的方式实现惯性测量。20世纪50年代后，由于电子技术的发展，出现了压电加速度计、电涡流位移传感器、磁电式振动传感器、伺服加速度计等基于机电敏感结构的电信号输出式传感器。80年代后，随着微电子技术的发展，采用集成电路制造工艺形成了新型半导体加速度计；随着激光技术和信号处理技术的发展，激光干涉测振仪和激光位移传感器等相对式光学传感器得到了长足的发展。

图1 地动仪

按照被测物理量，振动冲击传感器也可以分为加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

按照被测运动在空间坐标系中的参考形式，振动冲击传感器基本上可以分为相对式传感器和惯性式传感器两类。

传感器的一端安装在空间坐标系中的一个固定参考点上，另一端（可能是机械、电或光等形式）固定在被测运动点上，通过测量参考点和被测运动点的相对运动实现振动冲击测量。

相对式传感器主要包括激光干涉测振仪、激光位移传感器、电涡流位移传感器、差动变压器式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器、拉线式位移传感器等。

相对式传感器所测得的结果是被测物体相对于参考点的运动，只有当参考点绝对不动时，才能测得被测物体的绝对运动。当需要测量绝对运动，又找不到不动的参考点时，这类仪器就无用武之地（例如，在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动，在地震时测量地面及楼房的振动，都不存在一个不动的参考点）。这种情况下，就需要用另一种测量原理的传感器进行测量，即惯性式传感器。

只有质量弹簧系统的底座这一端安装在被测点上，由质量块相对于底座的运动推导出被测点的运动。

惯性式传感器主要包括压电加速度计、压阻加速度计、磁电式振动传感器、伺服加速度传感器、MEMS（微机电系统）加速度计等。

惯性式传感器的基本原理如图2所示，传感器底座安装在被测点上，被测振动量为。可以通过质量块和底座之间的相对运动推导出被测运动。

图2 由弹簧、质量块及阻尼构成的惯性传感器

若为被测运动位移，该惯性传感器的力学模型为：

通过公式即可确定传感器的响应与被测位移、被测速度和被测加速度的关系，从而实现位移、速度或加速度的测量。

基本特性包括：①灵敏度。振动冲击传感器的灵敏度是其输出的电信号与输入的机械信号之比。通常用每单位位移、速度、加速度的输出电量来表示。对于那些对供电电压（或电流）敏感的传感器（如应变式传感器），其灵敏度用每单位供电电压（电流）下，每单位位移、速度、加速度下的输出电量来表示。②分辨力。振动冲击传感器的分辨力是指产生最小可识别的电信号输出的输入机械量的最小变化量。整个测量系统的分辨力由传感器及配套的信号调理器、采集器、显示仪器和其他辅助设备所决定。如果一套测量系统的输出电信号用仪表显示，则仪表上能读出的最小增量就决定了系统的分辨力。分辨力受限于噪声水平。通常，任何小于噪声水平的信号变化都会被噪声淹没，因此噪声水平也决定了系统的分辨力。③横向灵敏度。对于同一机械输入量，传感器灵敏度轴垂直于输入方向时的输出量与传感器灵敏度平行于输入方向时的输出量之比。④零位输出。输入机械量为零时，传感器的输出量。⑤幅值线性度。传感器的输出电信号与输入机械信号在一定范围内呈线性关系时，传感器被认为在这一范围内是线性的。传感器线性范围的下限取决于测试系统的噪声水平。传感器线性范围的上限取决于敏感元件的特性和传感器的尺寸与强度。通常情况下，传感器灵敏度越高，其线性范围上限越小。⑥频率范围。传感器工作频率范围指传感器灵敏度变化未超出相对参考灵敏度限定的百分比的频率范围。频率范围取决于传感器的电气特性、机械特性和与之相配套使用的辅助仪器。频率范围与幅值线性范围一起决定了整个仪器的工作范围。

随着微机电系统（MEMS）技术的发展，采用MEMS制造工艺和集成电路结合研制的MEMS加速度计的技术指标逐渐接近或优于传统的加速度计，且正在向集成化和智能化方向发展。

随着机器视觉技术的发展，采用摄像机、图像处理和运动拟合算法研制的运动测量系统的测量精度和测量范围正在逐步提高，将在虚拟现实、无人机导航、现场监测等领域得到广泛应用。