[發明專利]一種應變式加速度傳感器

在審

• 申請號: 201711492335.X
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN109991444A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 王德壯
• 申請（專利權）人: 大連良華科技有限公司
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08;G01P1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種應變式加速度傳感器，具體包括對照傳感單元、測量傳感單元、電路及處理單元；所述的測量傳感單元設置于需測量加速度的位置；所述的對照傳感單元設置于無振動或振動較小的位置，且所處溫度與測量傳感單元所處溫度相同；該傳感器無需溫度補償單元，可以適應較大的溫度范圍，特別適合測量環境溫度變化較大但環境內各個位置溫度較為平均，且需要在多點測量加速度的情況。

技術領域

本發明屬于傳感測量領域，更具體的說是一種應變式加速度傳感器。

背景技術

加速度傳感器是一種用于加速度測量的傳感器。通常由質量塊、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速度作用下，通過對質量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律即可獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。加速度傳感器的用途非常廣泛，主要用于飛行器的控制，機器人姿態控制，自動化工業生產，航空發動機和工程機械發動機的監測和檢修等。

由于加速度傳感器所用彈性元件、敏感元件的性能會隨溫度變化，因此加速度傳感器都有特定的使用范圍，如果使用環境的溫度變化較大，需要設置溫度補償單元。

應變式加速度傳感器的原理是通過懸臂梁的形變來測量加速度，具有結構簡單、成本低等優點。

發明內容

本發明的目的是，提供一種無需溫度補償單元的應變式加速度傳感器。

具體包括對照傳感單元、測量傳感單元、電路及處理單元；所述的測量傳感單元設置于需測量加速度的位置；所述的對照傳感單元設置于無振動或振動較小的位置，且所處溫度與測量傳感單元所處溫度相同；

所述的對照傳感單元包括第一殼體、第一彈性懸臂梁、第一應變片、恒流線圈、測量線圈；所述的第一彈性懸臂梁的固定端固定在第一殼體上，懸臂端在第一殼體內部；所述的第一應變片粘貼在第一彈性懸臂梁上；所述的恒流線圈設置于第一殼體內部，恒流線圈水平設置，位于第一彈性懸臂梁的上方或者下方；所述的測量線圈設置在第一彈性懸臂梁上，且位于恒流線圈一側，測量線圈水平設置；工作時，恒流線圈通入恒定直流電；測量線圈通入恒定直流電或脈沖式直流電；

所述的測量傳感單元包括第二殼體、第二彈性懸臂梁、第二應變片、質量塊；所述的第二殼體、第二彈性懸臂梁、第二應變片結構及連接方式均與所述的對照傳感單元中的第一殼體、第一彈性懸臂梁、第一應變片相同；所述的質量塊安裝在第二彈性懸臂梁上；

所述的電路及處理單元接收對照傳感單元中第一應變片和測量傳感單元中第二應變片的輸出信號；通過比較第一應變片和第二應變片的輸出信號，得到測量傳感單元中質量塊的受力，進而得到需測量的加速度數值。

作為優選所述測量傳感單元有多個。

作為優選所述測量傳感單元中還包括對照線圈；所述的對照線圈和測量線圈結構相同、相對位置相同，但對照線圈不通入電流。

作為優選所述的第一殼體和第二殼體中充入相同的硅油。

作為優選所述的測量線圈中通入的脈沖式直流電頻率在10—100Hz。

作為優選所述的第一殼體、第一彈性懸臂梁、第二殼體、第二彈性懸臂梁、質量塊，采用非磁性材料或弱磁性材料制造。

作為優選所述的第一彈性懸臂梁、第二彈性懸臂梁、質量塊采用鎢制造；所述的第一殼體、第二殼體采用高溫工程陶瓷材料制造。

本發明有益效果：

1、本發明的傳感器無需復雜的溫度補償單元，也無需額外的溫度測量單元(很多溫度補償方法需要測量工作溫度)，可自動適應溫度變化，適應較大的溫度范圍。