[发明专利]应变式三维加速度传感器

权利要求书

1.一种应变式三维加速度传感器，其特征在于：包括弹性体（1）、固定胶（3）、质量块（4）和8个应变片，其中所述弹性体（1）的轴向截面呈“┻”形，该弹性体（1）的下端为轮辐（5）结构，上端为圆柱体（6）结构且其上端面由所述固定胶（3）固定连接所述质量块（4）； 

在所述轮辐（5）同一条线的辐条上对称设置有四个应变片：第一应变片（R1）和第三应变片（R3）设置于所述辐条的上表面，第二应变片（R2）和第四应变片（R4）设置于所述辐条的下表面，由该四个应变片的电阻变化来反映Z轴方向的加速度变化；在所述弹性体（1）的圆柱体上周向均匀设置有四个应变片：第五应变片（R5）、第六应变片（R6）、第七应变片（R7）和第八应变片（R8），其中由所述第五应变片（R5）、第六应变片（R6）的电阻变化来反映X轴方向的加速度变化，由所述第七应变片（R7）、第八应变片（R8）的电阻变化来反映Y轴方向的加速度变化。

2.根据权利要求1所述的应变式三维加速度传感器，其特征在于：所述第一应变片（R1）、第二应变片（R2）、第三应变片（R3）和第四应变片（R4）构成全桥测量电路，第一稳压器连接所述第一应变片（R1）与第四应变片（R4）的连接节点，向所述全桥测量电路提供稳压电源，第一滑动电阻器（RP1）连接所述第二应变片（R2）与第三应变片（R3）的连接节点，用于平衡初始调零，且由所述第一应变片（R1）与第二应变片（R2）的连接节点，所述第三应变片（R3）与第四应变片（R4）的连接节点输出Z轴方向加速度的电信号；

所述第五应变片（R5）、第六应变片（R6）与第一定值电阻（F1）、第二定值电阻（F2）构成第一半桥测量电路，第二稳压器连接所述第五应变片（R5）与第一定值电阻（F1）的连接节点，向所述第一半桥测量电路提供稳压电源，第二滑动电阻器（RP2）连接所述第六应变片（R6）与第二定值电阻（F2）的连接节点，用于平衡初始调零，且由所述第五应变片（R5）与第六应变片（R6）的连接节点、所述第一定值电阻（F1）与第二定值电阻（F2）的连接节点输出X轴方向加速度的电信号；

所述第七应变片（R7）、第八应变片（R8）与第三定值电阻（F3）、第四定值电阻（F4）构成第二半桥测量电路，第三稳压器连接所述第七应变片（R7）与第三定值电阻（F3）的连接节点，向所述第二半桥测量电路提供稳压电源，第三滑动电阻器（RP3）连接所述第八应变片（R8）与第四定值电阻（F4）的连接节点，用于平衡初始调零，且由所述第七应变片（R7）与第八应变片（R8）的连接节点、所述第三定值电阻（F3）与第四定值电阻（F4）的连接节点输出Y轴加速度的电信号。

3.根据权利要求2所述的应变式三维加速度传感器，其特征在于：所述第一应变片（R1）与第二应变片（R2）的连接节点、所述第三应变片（R3）与第四应变片（R4）的连接节点分别连接第一级运算放大器AD1的正负输入端，Z轴方向加速度的电信号由所述第一级运算放大器AD1前置差分放大，再经第二级运算放大器OPA1放大滤波处理后，传输给第三级电压跟随器OPB1进行隔离处理；

所述第五应变片（R5）与第六应变片（R6）的连接节点、所述第一定值电阻（F1）与第二定值电阻（F2）的连接节点分别连接第一级运算放大器AD2的正负输入端，X轴方向加速度的电信号由所述第一级运算放大器AD2前置差分放大，再经第二级运算放大器OPA2放大滤波处理后，传输给第三级电压跟随器OPB2进行隔离处理；

所述第七应变片（R7）与第八应变片（R8）的连接节点、所述第三定值电阻（F3）与第四定值电阻（F4）的连接节点分别连接第一级运算放大器AD3的正负输入端，Y轴方向加速度的电信号由所述第一级运算放大器AD3前置差分放大，再经第二级运算放大器OPA3放大滤波处理后，传输给第三级电压跟随器OPB3进行隔离处理；

且第一电源适配器分别向所述第一级运算放大器AD1、第二级运算放大器OPA1以及第三级电压跟随器OPB1提供电源；第二电源适配器分别向所述第一级运算放大器AD2、第二级运算放大器OPA2以及第三级电压跟随器OPB2提供电源；第三电源适配器分别向所述第一级运算放大器AD3、第二级运算放大器OPA3以及第三级电压跟随器OPB3提供电源。