[發(fā)明專利]一種使用石英力敏諧振器作敏感元件的水平姿態(tài)傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811493453.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109405800A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田文杰;陳福彬;樸林華;佟盟;田子敬;劉迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C9/00
• 分類號(hào): G01C9/00
• 代理公司: 北京邦創(chuàng)至誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

本發(fā)明涉及水平姿態(tài)傳感器領(lǐng)域，尤其是涉及一種使用石英力敏諧振器作敏感元件的水平姿態(tài)傳感器。該水平姿態(tài)傳感器包括：敏感元件、電路板、敏感質(zhì)量塊、底座、托盤、過(guò)載防護(hù)架、基座以及外殼；其中，所述敏感元件由兩片六電極石英敏感元件構(gòu)成，兩片所述六電極石英敏感元件前后平行設(shè)置，二者的底部均與所述底座固定連接，頂部均與所述敏感質(zhì)量塊固定連接。本發(fā)明對(duì)應(yīng)的六電極石英力敏元件，每個(gè)力敏元件經(jīng)組合可得到15個(gè)差頻信號(hào)，將此15個(gè)差頻信號(hào)進(jìn)行疊加求和，得到的力頻轉(zhuǎn)換系數(shù)可達(dá)n×10³Hz/N的量級(jí)。本發(fā)明中，兩個(gè)敏感元件同時(shí)工作，若將兩個(gè)敏感元件的差頻信號(hào)再疊加，則最終的力頻轉(zhuǎn)換系數(shù)可達(dá)2n×10³Hz/N的量級(jí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水平姿態(tài)傳感器領(lǐng)域，尤其是涉及一種使用石英力敏諧振器作敏感元件的水平姿態(tài)傳感器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的石英姿態(tài)傳感器常用兩個(gè)獨(dú)立的單基片單電極且溫度特性基本相同的石英諧振器采用差頻的形式來(lái)消除溫度等因素的干擾。但兩個(gè)獨(dú)立的諧振器因晶體基片不同(晶片取自于不同的位置、加工工藝差異、局域缺陷等)，經(jīng)差頻處理得到的差頻信號(hào)中溫度特性及其它材料因素的干擾仍然存在，這些干擾因素已成為這類傳感器在高精度應(yīng)用領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題，亟待解決。

為解決目前石英姿態(tài)傳感器應(yīng)用過(guò)程中，輸出信號(hào)受溫度及材料因素的干擾問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)信號(hào)疊加處理，提高傳感器的力頻轉(zhuǎn)換系數(shù)或姿態(tài)檢測(cè)靈敏度等；本申請(qǐng)的技術(shù)方案應(yīng)運(yùn)而生。

公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用石英力敏諧振器作敏感元件的水平姿態(tài)傳感器，其將同一基片上的多個(gè)諧振頻率信號(hào)先進(jìn)行彼此差頻，再將多個(gè)差頻信號(hào)再進(jìn)行疊加求和，則在抑制溫度等干擾因素影響的同時(shí)，并可提高整個(gè)石英基片對(duì)應(yīng)的諧振器的力頻敏感特性，即通過(guò)疊加求和方式可提高對(duì)應(yīng)的石英敏感元件的力頻轉(zhuǎn)換系數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種使用石英力敏諧振器作敏感元件的水平姿態(tài)傳感器，包括：敏感元件、電路板、敏感質(zhì)量塊、底座、托盤、過(guò)載防護(hù)架、基座以及外殼；其中，

所述敏感元件由兩片六電極石英敏感元件構(gòu)成，兩片所述六電極石英敏感元件前后平行設(shè)置，二者的底部均與所述底座固定連接，頂部均與所述敏感質(zhì)量塊固定連接；所述底座固定安裝在所述托盤上，所述過(guò)載防護(hù)架罩在所述敏感質(zhì)量塊、敏感元件以及底座上之后與所述托盤螺接；所述托盤固定安裝在所述基座上，托盤下方的基座內(nèi)設(shè)置有凹槽，所述電路板固定在所述凹槽內(nèi)；所述外殼罩在所述敏感元件、電路板、敏感質(zhì)量塊、底座、托盤以及過(guò)載防護(hù)架上之后與所述基座固定連接；

所述六電極石英敏感元件與所述電路板電連接，所述基座上設(shè)置有信號(hào)插座，所述信號(hào)插座與所述電路板電連接。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述六電極石英敏感元件的石英晶體基片的半徑為7.5mm，厚度為0.079mm，六對(duì)諧振器電極均勻分布于半徑為4.2mm的圓周上；4.2mm的圓周與石英晶體基片同心。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述諧振器電極的半徑為1mm，諧振器電極的引線寬為0.5mm，引線通過(guò)連接線及過(guò)渡連線與所述電路板中對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電路電連接。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述六電極石英敏感元件與所述敏感質(zhì)量塊和所述底座之間均通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘接連接。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述過(guò)載防護(hù)架與所述托盤螺接后，通過(guò)過(guò)載防護(hù)架四周的若干個(gè)緊定螺釘進(jìn)行鎖定。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述底座與所述托盤通過(guò)左右各一個(gè)底座固定螺釘實(shí)現(xiàn)固定連接；底座與托盤之間設(shè)置有防震墊。