[發明專利]電荷輸出元件及環形剪切式壓電加速度傳感器

有效

• 申請號: 201710423718.5
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107167631B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 聶泳忠;聶川
• 申請（專利權）人: 西人馬聯合測控（泉州）科技有限公司
• 主分類號: G01P15/09
• 分類號: G01P15/09
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 臧靜

本發明涉及一種電荷輸出元件及環形剪切式壓電加速度傳感器，包括底座，包括支撐部件及設置在所述支撐部件上的連接部件，所述連接部件上設置有安裝孔；支架，套設在所述連接部件上且與所述連接部件之間留有間隙設置，所述支架與所述支撐部件連接；壓電元件，套接在所述支架上；質量塊，套接在所述壓電元件上且在所述支撐部件上方懸空設置。本發明提供的電荷輸出元件及環形剪切式壓電加速度傳感器，能夠避免連接件對壓電元件的影響，保證環形剪切式壓電加速傳感器的頻率響應及橫向靈敏度的穩定性，進而保證檢測結果的準確性。

技術領域

本發明涉及壓電加速度傳感器技術領域，特別是涉及一種電荷輸出元件及環形剪切式壓電加速度傳感器。

背景技術

壓電加速度傳感器又稱壓電加速度計，也屬于慣性式傳感器。壓電加速度傳感器的原理是利用壓電元件的壓電效應，在加速度計受振時，質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。

壓電加速度傳感器的結構形式主要有中央安裝壓縮式、倒裝中心配合壓縮式以及環形剪切式，環形剪切式壓電加速度傳感器結構簡單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計，應用較為廣泛。

現有技術中的環形剪切式壓電加速度傳感器是利用壓電元件剪切變形產生電信號與加速度值成正比。環形剪切式壓電加速度傳感器主要由電荷輸出元件及電路板組成，電荷輸出元件包括底座、壓電元件及質量塊。環形剪切式壓電加速度傳感器在使用時，電荷輸出元件內需要裝入連接件，連接件的裝入會使底座產生應變并對壓電元件傳遞應力，導致環形剪切式壓電加速度傳感器在使用時，頻率響應及橫向靈敏度不穩定，影響檢測結果。

發明內容

本發明實施例提供一種電荷輸出元件及環形剪切式壓電加速度傳感器，能夠避免連接件對壓電元件的影響，保證環形剪切式壓電加速傳感器的頻率響應及橫向靈敏度的穩定性，進而保證檢測結果的準確性。

本發明實施例一方面提出了一種電荷輸出元件，包括底座，包括支撐部件及設置在所述支撐部件上的連接部件，連接部件上設置有安裝孔；支架，套設在連接部件上且與連接部件之間留有間隙設置，支架與支撐部件連接；壓電元件，套接在支架上；質量塊，套接在壓電元件上且在支撐部件上方懸空設置。

根據本發明實施例的一個方面，支架為環繞連接部件設置的環形結構件，包括相對的內環面及外環面，內環面與連接部件之間留有間隙設置，壓電元件套接在支架的外環面上。

根據本發明實施例的一個方面，支架的外環面沿其周向設置有支撐凸緣，支撐凸緣所在高度高于支撐部件所在高度，壓電元件抵靠在支撐凸緣上。

根據本發明實施例的一個方面，支撐部件和支架的其中一者設置有定位槽，支撐部件和支架的其中另一者設置有定位塊，定位塊與定位槽在支架連接到支撐部件時彼此配合，以使支架與連接部件同軸。

根據本發明實施例的一個方面，連接部件具有柱狀結構，安裝孔沿著連接部件的軸線方向設置且貫通連接部件，支撐部件為圍繞連接部件設置的盤類結構且位于連接部件的一端。

根據本發明實施例的一個方面，壓電元件為由壓電陶瓷或石英晶體構成的環形結構體，包括相對的內環面及外環面，壓電元件的內環面及外環面上鍍有導電層，質量塊套接在壓電元件的外環面上。

本發明實施例另一方面提出了一種環形剪切式壓電加速度傳感器，包括：上述電荷輸出元件；電路板，電路板與壓電元件及質量塊按預定距離設置，壓電元件與電路板電連接。

根據本發明實施例的另一個方面，環形剪切式壓電加速度傳感器還包括殼體，殼體環繞電荷輸出元件設置，殼體上和/或連接部件上設置有隔板，電路板環繞連接部件設置且支撐在隔板上，電路板為印制電路板或厚膜電路板。

根據本發明實施例的另一個方面，隔板為連續設置在殼體和/或連接部件周向上的環形板，或者，隔板包括兩個以上間隔設置在殼體和/或連接部件周向上的弧形板。