[實用新型]抗振石英撓性加速度傳感器

有效

• 申請號: 201320024286.8
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN203037666U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 杜琨
• 申請（專利權）人: 廊坊市北斗神舟測控儀器有限公司
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;賈興昌

技術領域

本實用新型涉及一種加速度傳感器，尤其涉及一種抗振石英撓性加速度傳感器，屬于測量儀器技術領域。

背景技術

加速度傳感器是一種測量沖擊、振動常用的儀器，主要通過將加速度這一物理信號轉變成便于測量的電信號進行測量，目前已經廣泛應用于石油鉆井、航天、航空、航海及武器系統的導航制導與控制等領域中。

石英撓性加速度傳感器是一種機械擺式加速度傳感器，具有精度高、靈敏度高、功耗低的特點，同時其結構簡單、體積小、重量輕，便于使用和更換。隨著應用領域的不斷擴展，對石英撓性加速度傳感器的性能提出了新的要求。在一些工作環境惡劣的應用場合中，例如石油鉆井的隨鉆測斜系統、工業檢測系統、水庫大壩或建筑工程的測斜系統等，由于結構尺寸和重量的限制，一些慣性測量裝置無法安裝減振裝置，因此要求在受到較大的沖擊后，石英撓性加速度傳感器應避免出現損毀現象。由此可見，隨著應用領域的不斷擴展，研制抗沖擊的石英撓性加速度傳感器勢在必行。

例如，授權公告號為CN100338468C的發明專利文件中，公開的抗沖擊石英撓性加速度計就是一種改進的具有良好抗沖擊性的石英撓性加速度計。該加速度計表頭包括上力矩器、下力矩器和位于上力矩器和下力矩器之間的粘有線圈的石英玻璃擺片，石英玻璃擺片包括支撐環、撓性梁、擺和六個支撐凸臺，其中，沿輸出軸方向上在石英玻璃擺片的支撐環和擺之間加有限制石英玻璃擺片變形的限位結構。該限位機構用于限制石英玻璃擺片在輸出軸方向大沖擊下的變形，使撓性梁的應力小于石英玻璃材料的強度極限，保護石英玻璃擺片不發生斷裂失效。該石英撓性加速度計通過在在石英玻璃擺片的支撐環和擺之間增加限位結構，改善其抗振性能。

在現有技術中，石英撓性加速度傳感器普遍采用如圖1所示的石英撓性擺片，該石英撓性擺片的截面呈圓形，包括圓形的支撐環1、撓性梁2和擺3，其中，支撐環1位于擺2的外緣，并且擺2通過撓性梁3和支撐環1連接。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種改進的抗振石英撓性加速度傳感器。

為了達到上述目的，本實用新型采用下述的技術方案：

一種抗振石英撓性加速度傳感器，包括表頭和與所述表頭連接的集成電路，其中，所述表頭包括殼體和位于所述殼體內部的表芯，所述表芯包括蓋板、下力矩器和位于所述蓋板和所述下力矩器之間的石英撓性擺組件，其中，所述石英撓性擺組件包括平頭擺片。

進一步地，所述平頭擺片包括弓形環狀的支撐環、撓性梁和擺，所述支撐環位于所述擺的外緣，所述擺通過所述撓性梁和所述支撐環連接；所述支撐環的截面是由兩個具有不同半徑的同心弓形組成的弓形環，所述支撐環由圓弧段和平頭弦段組成，所述圓弧段的圓弧長度大于半圓的長度，所述平頭弦段靠近并平行于所述撓性梁設置。

本實用新型提供的抗振石英撓性加速度傳感器具有良好的抗振性能。當該抗振石英撓性加速度傳感器受到沖擊、振動外力時，該平頭擺片中，支撐環的平頭弦段部位對撓性梁受到的沖擊有一個緩沖作用，更好的保護撓性梁，使撓性梁不容易發生斷裂，從而使得石英撓性加速度傳感器可以耐受更高條件的沖擊、振動。該抗振石英撓性加速度傳感器具有較好的抗沖擊、抗振動性能，可以使用在石油勘探、工業檢測等惡劣工作環境中。

附圖說明

圖1是現有技術中石英撓性擺片的結構示意圖；

圖2是本實用新型所提供的平頭擺片的結構示意圖；

圖3A是本實用新型實施例中所使用的抗振石英撓性加速度傳感器的正視圖；

圖3B是圖3A所示抗振石英撓性加速度傳感器的左視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

本實用新型提供的抗振石英撓性加速度傳感器，包括表頭和與表頭連接的集成電路，其中，表頭包括殼體和位于殼體內部的表芯，表芯包括蓋板、下力矩器和位于蓋板和下力矩器之間的石英撓性擺組件，該石英撓性擺組件由配重、平頭擺片和固定在平頭擺片上的線圈組成。

平頭擺片的結構如圖2所示，該平頭擺片包括弓形環狀的支撐環1、撓性梁2和擺3，支撐環1位于擺3的外緣，擺3通過撓性梁2和支撐環1連接。支撐環1的截面是由兩個具有不同半徑的同心弓形組成的弓形環，支撐環1由圓弧段11和平頭弦段12組成，其中，圓弧段11的圓弧長度大于半圓的長度，平頭弦段12靠近并平行于撓性梁2設置。當該抗振石英撓性加速度傳感器受到沖擊、振動外力時，支撐環1位于圖2中上側的平頭弦段12對撓性梁2受到的沖擊有一個緩沖作用，更好地保護撓性梁2，使撓性梁2不容易發生斷裂，從而使得石英撓性加速度傳感器可以耐受更高條件的沖擊、振動。