[发明专利]差动压电式三维加速度传感器

权利要求书

1.一种差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：包括基座(1)、质量块(7)和压电片(4)，所述基座(1)和质量块(7)均为正方体且该质量块(7)套装在该基座(1)内，所述质量块(7)的四个侧面上分别设置有一个凸台(9)且在每一凸台(9)上分别贴有一个压电片(4)，其中在该质量块(7)左侧面的凸台上贴有第三压电片(4-3)，在该质量块(7)右侧面的凸台上贴有第四压电片(4-4)，在该质量块(7)前侧面的凸台上贴有第五压电片(4-5)，在该质量块(7)后侧面的凸台上贴有第六压电片(4-6)；

在该质量块(7)上侧贴有第一压电片(4-1)，在该质量块(7)的下侧贴有第二压电片(4-2)；

所述第一压电片(4-1)、第二压电片(4-2)用于对Z轴方向上的加速度进行差动式测量；所述第三压电片(4-3)、第四压电片(4-4)用于对X轴方向上的加速度进行差动式测量；所述第五压电片(4-5)、第六压电片(4-6)用于对Y轴方向上的加速度进行差动式测量。

2.根据权利要求1所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：还包括三个差分放大电路，其中所述第一压电片(4-1)、第二压电片(4-2)与第一差分放大电路(12)连接，第三压电片(4-3)、第四压电片(4-4)与第二差分放大电路(13)连接，第五压电片(4-5)、第六压电片(4-6)与第三差分放大电路(14)连接。

3.根据权利要求2所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：还包括稳压供电电路，用于分别向该第一差分放大电路(12)、第二差分放大电路(13)和第三差分放大电路(14)提供电源。

4.根据权利要求1～3中任何一项所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：在该质量块(7)的四个侧面，对应的凸台(9)与压电片(4)之间设置有导电盘(6)；在该质量块(7)的上侧与该第一压电片(4-1)之间，该质量块(7)的下侧与该第二压电片(4-2)之间分别设置有导电盘(6)；

所述导电盘(6)分别与对应的信号输出线(5)连接。

5.根据权利要求4所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：在所述质量块(7)上的压电片(4)形状相同且相对的压电片(4)对称设置。

6.根据权利要求5所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：还包括预紧板(3)且该基座(1)的上侧为开口，该预紧板(3)盖在该基座(1)的上侧，将该质量块(7)压紧至该基座(1)内。

7.根据权利要求6所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：在所述基座(1)的四个侧面以及该预紧板(3)上分别开设有引线孔(10)，与各导电盘(6)连接的信号输出线(5)分别从对应的引线孔(10)穿出，连接至航空接头(8)。

8.根据权利要求7所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：还包括传感器外壳(2)且所述基座(1)的下侧形成一凸台，该传感器外壳(2)罩在该基座(1)上。

9.根据权利要求2所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：所述三个差分放大电路中每一差分放大电路均由差分放大器(Di)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和电阻(R)组成，其中该差分放大器(Di)的正电源(P7)端通过该第一电容(C1)接地，负电源(P4)端通过该第二电容(C2)接地，基准电压(P5)端接地，并且该差分放大器(Di)的第一增益调节电阻接入端(P1)分别通过该第三电容(C3)、电阻(R)连接第二增益调节电阻接入端(P8)；

所述第一压电片(4-1)、第二压电片(4-2)依次连接第一差分放大电路(12)中差分放大器的同相输入端(P1)、反相输入端(P2)，所述第一差分放大电路(12)中差分放大器的输出端用于输出Z轴方向上经差分放大处理后的加速度；

所述第三压电片(4-3)、第四压电片(4-4)依次连接第二差分放大电路(13)中差分放大器的同相输入端(P1)、反相输入端(P2)，所述第二差分放大电路(13)中差分放大器的输出端用于输出X轴方向上经差分放大处理后的加速度；

所述第五压电片(4-5)、第六压电片(4-6)依次连接第三差分放大电路(14)中差分放大器的同相输入端(P1)、反相输入端(P2)，所述第三差分放大电路(14)中差分放大器的输出端用于输出Y轴方向上经差分放大处理后的加速度。

10.根据权利要求3所述的差动压电式三维加速度传感器，其特征在于：所述稳压供电电路(11)由第一稳压模块(LM1)、第二稳压模块(LM2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六极性电容(C6)、第七极性电容(C7)、第八电容(C8)和第九电容(C9)组成，其中所述第一二极管(D1)的正极用于接入直流电源VCC1，该第一二极管(D1)的负极连接该第一稳压模块(LM1)的输入端(Vin)并且通过该第四电容(C4)接地；

所述第二二极管(D2)的负极用于输入直流电源VCC2，该第二二极管(D2)的正极连接该第二稳压模块(LM2)的输入端Vin并且通过该第五电容(C5)接地；

所述第一稳压模块(LM1)、第二稳压模块(LM2)的接地端(GND)接地；

所述第一稳压模块(LM1)的输出端连接该第六极性电容(C6)的正极，该第六极性电容(C6)的负极接地，并且该第一稳压模块(LM1)通过该第八电容(C8)接地；

所述第二稳压模块(LM2)的输出端连接该第七极性电容(C7)的负极，该第七极性电容(C7)的正极接地，并且该第二稳压模块(LM2)通过该第九电容(C9)接地；

所述第一稳压模块(LM1)的输出端连接各差分放大电路中差分放大器的正电源端，所述第二稳压模块(LM2)的输出端连接各差分放大电路中差分放大器的负电源端。