[發(fā)明專利]基于非晶絲GSI效應實現(xiàn)物體加速度測量的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113834952A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊金一;吳美平;曹聚亮;郭妍;于瑞航;蔡劭琨;熊志明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種基于非晶絲GSI效應實現(xiàn)物體加速度測量的裝置，其特征在于，包括：機械連接單元(11)，傳感器單元(12)，電路單元(13)；

所述傳感器單元(12)在所述機械連接單元(11)的相對兩側分別對稱設置，且所述傳感器單元(12)與所述機械連接單元(11)相連接的線性排列設置；

所述機械連接單元(11)用于感受加速度的變化并傳導至所述傳感器單元(12)上；

所述電路單元(13)與所述傳感器單元(12)分別連接，用于對所述傳感器單元(12)供電、信號采集和數(shù)據(jù)處理，以及輸出所述加速度的值；

所述傳感器單元(12)為基于非晶絲GSI效應的傳感器單元。

2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器單元(12)包括：傳感器(121)，環(huán)繞設置在所述傳感器(121)外側的通電線圈(122)和鎖定塊(123)；

所述傳感器(121)一端與所述機械連接單元(11)相連接，另一端與所述鎖定塊(123)相連接；

所述傳感器(121)為線性傳感器，其包括：非晶絲部(1211)和與所述非晶絲部(1211)同軸連接的導線部(1212)；

所述導線部(1212)在所述非晶絲部(1211)的相對兩端設置，且分別與所述非晶絲部(1211)的端部固定連接；

所述非晶絲部(1211)位于所述通電線圈(122)內(nèi)且同軸設置，且所述非晶絲部(1211)的長度小于所述通電線圈(122)的軸向長度；

所述通電線圈(122)在通電狀態(tài)下為所述傳感器(121)提供恒定磁場。

3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述導線部(1212)為金屬導線或復合結構導線；

若所述導線部(1212)為復合結構導線，則包括：中間導體(1212a)，連接部(1212b)；

所述連接部(1212b)為兩端具有開口的硬質(zhì)管狀結構；

所述中間導體(1212a)為金屬導線，其一端通過絕緣結構(1212c)與所述連接部(1212b)同軸連接，其余部分與所述連接部(1212b)具有間隔的設置；

若所述導線部(1212)為金屬導線則一端與所述非晶絲部(1211)同軸連接，另一端分別與所述機械連接單元(11)或所述鎖定塊(123)固定連接；

若所述導線部(1212)為復合結構導線，則所述連接部(1212b)和所述中間導體(1212a)相連接的一端均與所述非晶絲部(1211)同軸連接，所述連接部(1212b)另一端分別與所述機械連接單元(11)或所述鎖定塊(123)固定連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述機械連接單元(11)包括：用于感知加速度并將所述加速度轉(zhuǎn)化為慣性力的滑塊(111)和導軌(112)；

所述滑塊(111)與所述導軌(112)滑動連接，且所述滑塊(111)的滑動方向與所述傳感器(121)的軸向相重合；

所述滑塊(111)與所述傳感器(121)的導線部(1212)的端部固定連接；

所述滑塊(111)處于靜止時，所述傳感器(121)的非晶絲部(1211)通過所述鎖定塊(123)加載有張應力；

所述滑塊(111)的靜止狀態(tài)改變時，所述傳感器(121)的非晶絲部(1211)加載的張應力發(fā)生變化。

5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電路單元(13)包括：激勵電路(131)、檢波電路(132)和線圈驅(qū)動電路(133)；

所述激勵電路(131)用于為所述傳感器(121)的非晶絲部(1211)產(chǎn)生GSI效應提供高頻交流電；

所述檢波電路(132)用于將所述非晶絲部(1211)兩端的電壓信號提取出來，并且濾除其中的高頻信號，得到所述非晶絲部(1211)在變化的張應力下產(chǎn)生的低頻信號；

所述檢波電路(132)對所述低頻信號進行放大，用于對所述非晶絲部(1211)的阻抗的變化進行測量；

所述線圈驅(qū)動電路(133)為恒流源，用于對所述通電線圈(122)提供恒定電流，使所述通電線圈(122)中的磁場達到非晶絲部(1211)最佳工作點。