[發(fā)明專利]一種壓電加速度尋地傳感器

在審

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• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN107300384A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊杰
• 申請（專利權）人: 楊杰
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種尋地傳感器，更具體地涉及一種利用壓電效應和重力加速度原理的壓電加速度尋地傳感器，屬于壓電傳感器技術領域。

背景技術

目前，比較常見的尋地傳感器包括陀螺儀和磁場傳感器等。

陀螺儀是常用的確定飛行體姿態(tài)參數(shù)的傳感器，利用陀螺的定軸性和進動性，可以丈量姿態(tài)和尋北的儀器；由于傳統(tǒng)的陀螺儀有轉動部件，完全的自主性，且準備時間長，因此存在許多不足。短時間工作時精度還是比較高的，但長時間工作時存在漂移產生的積累誤差，原始誤差有非線性誤差、加速度計的安裝誤差、起飛前的陀螺偏航、非線性角度傳感器造成的誤差等。并且存在結構復雜、造價昂貴、裝配調試周期長問題，因為其元器件是含有貴重金屬的精密機電儀器，它在使用的工作狀態(tài)下需要確定時間和具有專用的能量源火藥，蓄能器等。在高過載條件下它的應用受到限制。

磁場傳感器是可以丈量地球磁場，在不受磁干擾的情況下，如果知道當?shù)氐慕浘暥群秃０危湍軌蛟谡闪康卮艌龇较蚝螅酶鞣N地球磁場模型計算磁傾角、磁偏角，然后就能夠算出極北和姿態(tài)等。磁場傳感器優(yōu)點是簡單不容易壞，但容易受到磁干擾，對使用環(huán)境要求比較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種利用壓電效應和重力加速度原理的壓電加速度尋地傳感器，其結構簡單、可靠性高、可用于各種復雜環(huán)境和大過載飛行裝置。

普通的壓電加速度傳感器主要是應用在測試系統(tǒng)中，通過振動或者沖擊產生的外力作用于傳感器，使傳感器的電介質產生壓電效應，從而產生電信號。本發(fā)明的重點在于，利用壓電原理和質量塊的自重，實現(xiàn)自身回轉飛行物體(例如旋轉制導彈藥)的尋地功能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術方案：一種壓電加速度尋地傳感器，包括：慣性質量塊，貼合在該慣性質量塊上、下端面的壓電晶體，安裝在每片壓電晶體外側的一個絕緣傳力塊、以及安裝該慣性質量塊、壓電晶體和傳力塊的基座。基座的上、下部均有頂著 傳力塊的預緊螺釘、壓電晶體通過導線與安裝在基座上的功放模塊連接、功放模塊的輸出端與安裝在基座上的濾波模塊連接，濾波模塊再將電信號輸出到安裝在基座上的微機芯片。

優(yōu)選地，所述基座的右側為連接螺紋，左側為圓柱段并開有通槽，通槽將圓柱段分為上、下兩部分實體，上、下兩部分實體中間位置各有一個螺釘孔，通槽具有平行的上表面與下表面，以及在上表面與下表面之間的側表面，側表面具有兩個與上級控制系統(tǒng)進行導線連接的通孔。

優(yōu)選地，對所述慣性質量塊進行絕緣處理，其上表面與下表面分別用高強度粘接劑與上、下端壓電晶體粘接成為一個整體，慣性質量塊的質心與基座軸線共面，慣性質量塊與上、下端壓電晶體橫截面大小一致，可以為矩形、菱形、圓形、橢圓形或多邊形，壓電晶體可以是石英晶片或壓電陶瓷。

優(yōu)選地，所述上、下端壓電晶體用高強度粘接劑與基座的上表面和下表面連接，預緊螺釘安裝在基座左側的上、下兩部分實體上并頂緊上、下端壓電晶體，使上、下端壓電晶體和慣性質量塊整體固定在基座的通槽中間位置，慣性質量塊的上下對稱面與基座的軸線平行。

優(yōu)選地，所述傳力塊絕緣并與壓電晶體相對固定，傳力塊的外側各有一導向孔，預緊螺釘通過基座的螺釘孔和傳力塊的導向孔頂在傳力塊上。

優(yōu)選地，所述上、下端壓電陶瓷分別構成一個信號輸出端，基座的實體構成另一個信號輸出端。

優(yōu)選地，所述功放模塊固定在基座的側表面上，其三個輸入端通過導線分別與上述信號輸出端連接，其兩個輸出端輸出放大后的信號到濾波模塊。

優(yōu)選地，所述濾波模塊固定在基座的側表面上，其兩個輸入端通過導線分別與功放模塊的輸出端連接，其兩個輸出端輸出濾波后的信號到微機芯片上。

優(yōu)選地，所述微機芯片也固定在基座的側表面上，其兩個輸入端通過導線分別與濾波模塊的輸出端連接，其兩個輸出端通過導線輸出計算處理過的信號到上級控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述功放模塊、濾波模塊、微機芯片不能與基座的壓電晶體有任何除導線外的金屬接觸，功放模塊、濾波模塊、微機芯片之間也不能有任何除導線外的金屬接觸。

本發(fā)明還涉及一種尋地系統(tǒng)，其包括旋轉飛行物體和上述壓電加速度尋地傳感器，其中壓電加速度尋地傳感器的慣性質量塊的質心安裝在旋轉飛行物體的旋轉軸線位置。