[發明專利]一種基于機械超材料結構的加速度傳感器

在審

• 申請號: 202010985003.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112285384A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 李維平;蘭之康
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種基于機械超材料結構的加速度傳感器，其特征在于，所述加速度傳感器包括：基板、以及設置在所述基板上的加速度感應單元、至少一個應變感應單元、錨點組以及引線組，每個所述應變感應單元均包括機械超材料結構和電阻應變片；其中，

各所述機械超材料結構一端均通過所述引線組與所述錨點組連接，各所述機械超材料結構的另一端均通過所述引線組與所述加速度感應單元連接，以在發生加速度運動時接收所述加速度感應單元產生的單一方向的應變，并將所述單一方向的應變轉換為多方向的應變；

各所述電阻應變片均與對應的所述機械超材料結構連接，以在所述多方向的應變下產生電阻值的變化，以根據各所述電阻值的變化測量加速度。

2.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其特征在于，所述機械超材料結構包括：

第一超材料框架，所述第一超材料框架圍設在所述電阻應變片外側，且所述第一超材料框架通過所述引線組與所述電阻應變片電連接；

至少一個第二超材料框架，所述第二超材料框架自所述第一超材料框架向對應的所述加速度感應單元或所述錨點組延伸并分別與所述加速度感應單元或所述錨點組相連。

3.根據權利要求2所述的加速度傳感器，其特征在于，所述機械超材料結構包括兩個第二超材料框架；

其中一個所述第二超材料框架分別與所述加速度感應單元以及所述第一超材料框架相連；

另外一個所述第二超材料框架分別與所述第一超材料框架以及所述錨點組相連。

4.根據權利要求2所述的加速度傳感器，其特征在于，所述第一超材料框架包括第一變形部和第一連接部，所述第二超材料框架包括第二變形部和第二連接部；其中，

所述第一變形部與所述第一連接部相連，并與所述電阻應變片電連接；

所述第二變形部與所述第二連接部相連，并與對應的所述加速度感應單元或所述錨點組相連，所述第二連接部還與所述第一變形部相連。

5.根據權利要求4所述的加速度傳感器，其特征在于，在沿所述第一變形部的長度方向上，所述第一變形部與所述電阻應變片之間的距離先增大后減小；以及，

在沿所述第二變形部的長度方向上，所述第二變形部與所述電阻應變片之間的距離先減小后增大。

6.根據權利要求5所述的加速度傳感器，其特征在于，所述第一變形部和所述第二變形部均呈折線狀，且所述第一變形部和所述第二變形部的折線尖端相對設置。

7.根據權利要求1至6任一項所述的加速度傳感器，其特征在于，所述加速度傳感器包括多個應變感應單元，所述多個應變感應單元沿所述加速度感應單元的周向對稱設置。

8.根據權利要求1至6任一項所述的加速度傳感器，其特征在于，所述機械超材料結構具有負泊松比特性。

9.根據權利要求8所述的加速度傳感器，其特征在于，所述機械超材料結構長度方向的應變與寬度方向的應變同步變化。

10.根據權利要求1至6任一項所述的加速度傳感器，其特征在于，所述加速度感應單元采用質量塊。