[發(fā)明專利]一種無(wú)方向性力平衡加速度傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810180490.2
• 申請(qǐng)日: 2008-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN101419243A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彩華;李小軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01P15/125
• 分類號(hào): G01P15/125;G01H11/06
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 程殿軍;張穎玲

1.一種無(wú)方向性力平衡加速度傳感器，包括電路部分和機(jī)械的底座部分， 所述電路部分包括有RC橋式振蕩電路、激勵(lì)信號(hào)作用電路以及輸出放大電路； 所述底座部分包括有線圈(33)、差變電容器(34)及相關(guān)配件，所述電路部分 與所述差變電容器(34)的上極板、下極板和中間極板相連；其特征在于：所 述電路部分還包括檢波電路和高通濾波電路；所述底座部分的部件還包括有導(dǎo) 磁體(30)、導(dǎo)磁帽(31)、零點(diǎn)架(32)、簧片(35)；其中，

RC橋式振蕩電路，用于為所述加速度傳感器中的差變電容器(34)的上極 板、下極板提供交流的激勵(lì)信號(hào)；

激勵(lì)信號(hào)作用電路，包括上極板激勵(lì)信號(hào)電路、下極板激勵(lì)信號(hào)電路和中 間極板輸出信號(hào)電路；用于利用上、下極板激勵(lì)信號(hào)電路為所述加速度傳感器 提供激勵(lì)信號(hào)，并通過(guò)所述中間極板輸出信號(hào)電路輸出，所述中間極板的輸出 信號(hào)在上極板、下極板激勵(lì)信號(hào)的作用下將輸出的低頻信號(hào)調(diào)制到高頻交流信 號(hào)；

檢波電路，用于對(duì)激勵(lì)信號(hào)作用電路輸出的高頻交流信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，檢出 所述高頻交流信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)；

高通濾波電路，用于對(duì)所述檢波電路輸出的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行處理，以濾除所 述加速度傳感器的測(cè)試信號(hào)中的直流偏移值；

輸出放大電路，用于對(duì)高通濾波電路輸出的加速度傳感器的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行 放大，以實(shí)現(xiàn)所述加速度傳感器的輸出信號(hào)幅值的調(diào)整；以及

導(dǎo)磁體(30)，其內(nèi)部設(shè)有一個(gè)圓柱形磁缸(301)，用于鑲嵌一個(gè)圓柱形磁 鐵(304)，該圓柱形磁鐵(304)與磁缸(301)內(nèi)壁之間留有一定間隙，以在 所述間隙內(nèi)形成線性磁場(chǎng)；

導(dǎo)磁帽(31)，用于安裝在所述導(dǎo)磁體(30)以及圓柱形磁鐵(304)的上 部以屏蔽所述導(dǎo)磁體(30)內(nèi)的線性磁場(chǎng)；

零點(diǎn)架(32)，用于固定所述傳感器的中間極板、線圈(33)，并為所述中 間極板提供準(zhǔn)確的零點(diǎn)位置；

線圈(33)，用于與所述中間極板緊固相連，形成所述中間極板的質(zhì)量塊， 當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，所述質(zhì)量塊偏移零點(diǎn)位置從而在線圈中產(chǎn)生反饋信號(hào)；

差變電容器(34)，用于通過(guò)中間極板位置變化提取傳感器外界的機(jī)械運(yùn)動(dòng) 加速度，并將加速度的變化轉(zhuǎn)換為可變電容器的電壓變化；

簧片(35)，用于保持所述差變電容器(34)的中間極板在振動(dòng)引起的往復(fù) 運(yùn)動(dòng)中的平衡以及使所述中間極板與所述上極板、下極板始終保持平行；

所述相關(guān)配件包括套管，共設(shè)有兩組，分別用于固定差變電容器(34)的 上極板、下極板，使中間極板與上極板和下極板的各個(gè)位置間距相同，始終保 持相互平行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述檢波電路包括有電阻 R13、電阻R14、電阻R15、電阻R17、電阻R18、電容C5、電容C6、電容C7、 場(chǎng)效應(yīng)管Q2和場(chǎng)效應(yīng)管Q3，其中，電阻R14的一端與Q2的柵極及中間極板 相連，另一端接地；所述Q2漏極接正12v電源、源極與R15及C6相連接， R15的另一端接負(fù)12v電源；所述C6的另一端接R17，R17的另一端接R18 及Q3的漏極，所述Q3的柵極通過(guò)電容C5與下極板相連，并且Q3的柵極與 所述Q3的源極之間連接有R13，然后所述Q3的源極接地；所述R18的另一端 接C7和集成運(yùn)算放大器U2的正向輸入端，所述C7的另一端接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述高通濾波電路包括電 容C9、電阻R22；所述高通濾波電路的電容C9位于所述檢波電路與輸出放大 電路之間，所述電容C9的輸出端接電阻R22，所述電阻R22的另一端接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述導(dǎo)磁體(30)、導(dǎo)磁 帽(31)均由純鐵加工而成，且導(dǎo)磁體(30)與所述導(dǎo)磁帽(31)通過(guò)膠水粘 接成一個(gè)封閉空間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述零點(diǎn)架(32)由金屬 鋁加工而成。