[实用新型]一种智能三向加速度传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种智能三向加速度传感器。 

背景技术

振动测量原理有压阻式测量、电容式测量及压电式测量。压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥，其结构动态模型仍然是弹簧质量系统，超小型化的设计是其亮点，但缺点是受温度的影响比较大，必须进行温度补偿。电容式加速度传感器结构形式也采用弹簧质量系统，在实际使用中较多用于低频测量，其通用性不如压电式加速度传感器，非线性较差，量程有限，成本较高。 

压电式加速度传感器是以压电材料为转换元件，输出与加速度成正比的电荷量的一次仪表。由于它具有结构简单、敏感件无源、无活动部件、刚度大、动态范围宽、频响宽、工作可靠等一系列优点，目前已成为冲击振动测量技术中使用广泛的一种传感器。世界上作为量值传递标准的高频和中频振动基准的标准加速度传感器，大多采用压电结构。由此可见，压电式加速度传感器具有高精度、高可靠性和长期稳定性等优良的综合性能，且压电式加速度传感器量程大、频带宽、体积小、重量轻、安装简单、接线方便，适用于较为恶劣的环境条件，广泛地应用于航天、航空、兵器、船舶、纺织、农机、车辆、电器等各系统的振动、冲击测试、信号分析、机械动态实验、环境模态试验、振动校准、工业监测、模态分析、故障诊断、优化设计等。其应用量约占目前所用的各种加速度传感器总数的80%左右。 

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种智能三向加速度传感器，以使其具有在确保产品的可靠性的基础上，尽可能减小体积，使产品结构紧凑、坚固。 

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种智能三向加速度传感器，包括基座、敏感芯体、绝缘隔离圈、压圈、内盖、外壳、上盖、电路板、定位支柱、引线、输出插座和自检插座；所述的敏感芯体通过压圈设在基座内，在压圈的下方设绝缘隔离圈将敏感芯体悬浮；所述的内盖将基座封装屏蔽在基座内；所述的电路板通过定位支柱设在基座上，所述的电路板通过引线与敏感芯体连接；在所述的基座上设外壳，在外壳上设有输出插座和自检插座；所述的输出插座与电路板相连；所述的自检插座与敏感芯体和电路板分别相连；在所述的外壳上设上盖。 

在所述的电路板上设有由若干个元器件组成的电路，所述的电路包括电荷放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、偏置电路、放大器和限幅电路，所述的电荷放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、偏置电路和放大器依次连接，所述的限幅电路与放大器相连；所述的高通滤波电路与电荷放大电路和加载自检电路分别相连。 

所述的敏感芯体包括紧固圈、中心支柱、压电陶瓷和质量块，所述的压电陶瓷围绕中心支柱设置，在压电陶瓷外侧设质量块，所述的紧固圈从外侧紧固质量块。 

该敏感芯体的压电陶瓷，具有高居里点（470℃以上）、高压电系数d33大于450 pC/N等特性，从而保证传感器芯体的灵敏度高，使用温度可达260℃。此外，该敏感芯体采用三向剪切结构，即在同一个方形中心支柱上，用记忆合金环（紧固圈）将三个互为垂直方向上的压电陶瓷和质量块紧固在一起，体积小，可靠性好，三向相间干扰小。 

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的智能三向加速度传感器具有如下优点： 

（1）核心敏感件采用了具有高居里点（470℃以上），d33大于450 pC/N高压电系数的压电陶瓷，从而保证传感器芯体的灵敏度高，使用温度可达260℃；

（2）采用三向剪切结构，在同一个方形中心支柱上，用记忆合金环将三个互为垂直方向上的压电陶瓷和质量块紧固在一起，工艺新，体积小，可靠性好，三向相间干扰小；

（3）采用内部隔离双层屏蔽结构，最大限度的抑制外部干扰，获得更好的抗干扰性能；

（4）在一只传感器中，分别在互为垂直的三个方向上，均输出两个不同灵敏度的加速度；

（5）具有自检功能，高度集成电荷放大变换、高低通滤波、移位限幅电路，保证整个传感器信号的精度和可靠性。

附图说明

图1是智能三向加速度传感器的结构示意图； 

图2是智能三向加速度传感器的电路原理示意图；

图3是敏感芯体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本实用新型，本具体实施方式在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。