[实用新型]基于科里奥利力效应的微型传感装置及其组合结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及力检测传感器技术领域，具体地，涉及一种基于科里奥利力效应的微型传感装置及其组合结构。

背景技术

根据牛顿力学的理论，以旋转体系为参照系，质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用，该力即为科里奥利力，并定义为： 式中为科里奥利力；m为质点质量；为质点运动速度；为旋转体系角速度。

现有的基于科里奥利力的检测传感器，例如公开号为103913158A，公开日为2014年07月09日，实用新型名称为《磁电式科里奥利力检测传感器》的中国专利申请，提供了一种磁电式科里奥利力检测传感器，该科里奥利力检测传感器，将质量块设置于壳体内部，基于科里奥利力效应，实现平转动体低速或高速的宽频转速的检测。

但是该专利申请提出的检测传感器，其形式无法实现小型化，移动磁体的空间运动存在位置不稳定的因素，影响磁电转化信号的采集，影响传感精度。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于科里奥利力效应的微型传感装置及其组合结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于科里奥利力效应的微型传感装置，包括壳体以及设置于壳体内部的质量体、位移驱动体以及传感机构，所述壳体作为旋转体系，其角速度为ω，所述质量体在位移驱动体的驱动作用以及壳体的旋转作用下相对壳体运动，所述传感机构用于采集质量体的磁电转化信号；其中：

所述质量体采用如下任一种结构：

-刚性体以及设置于刚性体内部且与刚性体连为一体的移动磁结构体；

-单体结构的移动磁结构体；

所述质量体与位移驱动体之间设有导向支架体，所述质量体与导向支架体之间竖直连接有至少一个位置约束弹片a，所述位置约束弹片a用于约束质量体的竖直位移。

优选地，所述移动磁结构体采用永磁体或电磁体。

优选地，所述位移驱动体包括驱动磁结构体和位移驱动器，所述驱动磁结构体为永磁体，工作状态下，所述驱动磁结构体在位移驱动器作用下上下往复运动；或

所述位移驱动体包括驱动磁结构体，所述驱动磁结构体为电磁体，工作状态下，所述驱动磁结构体在电流作用下上下往复运动；

所述驱动磁结构体与导向支架体刚性连接。

优选地，所述驱动磁结构体上设有限位机构，所述限位机构采用如下任一种结构：

-弹簧，所述弹簧连接于驱动磁结构体和位移驱动器之间；

-位置约束弹片b，所述位置约束弹片b水平连接于驱动磁结构体与壳体之间，用于约束驱动磁结构体的水平位移。

优选地，所述导向支架体采用如下任一种结构：

-导向支架块体，所述导向支架块体的下端设有驱动磁结构体放置腔；

-导向支架框体，所述导向支架框体的下端与驱动磁结构体刚性连接；

-导向支架杆体a，所述导向支架杆体a包括刚性杆a以及水平设置于刚性杆a上的刚性梁a，所述刚性杆a的自由端与驱动磁结构体刚性连接。

优选地，所述质量体的与壳体之间设有导向支架杆体b，所述导向支架杆体b包括刚性杆b以及水平设置于刚性杆b上的刚性梁b，所述刚性杆b的自由端与壳体之间水平连接有位置约束弹片c，所述刚性梁b与质量体之间竖直连接有位置约束弹片d。

优选地，还包括如下任一个或任多个部件：

-设置于移动磁结构体和导向支架体之间的滑块结构；

-设置于导向支架体和位移驱动体的驱动磁结构体之间的磁屏蔽结构体。

优选地，移动磁结构体处的壳体侧壁内设有容纳腔，所述传感机构设置于所述容纳腔内；

所述传感机构采用如下任一种结构：

-传感机构包括相互接触的磁致应变体和力电材料，所述力电材料位于磁致应变体的上端和/或下端；

-传感机构包括相互接触的方向异型永磁结构体和力电材料，所述方向异型永磁结构体采用一个方向异型永磁单体或多个相互接触的方向异型永磁单体；所述力电材料位于方向异型永磁结构体的上端和/或下端；

-传感机构包括磁致应变体和力电材料，所述力电材料为薄膜/片体结构，并设置于磁致应变体的两侧面上，形成夹心结构；

-传感机构采用磁巨阻材料体；

所述磁致应变体包括：磁致伸缩材料、磁粒子摆动体、磁力移动体或磁巨阻材料；所述力电材料包括：压电材料、压阻材料或压磁材料。

优选地，所述传感机构为力电材料体，所述力电材料体为薄膜/片体结构，并设置于位置约束弹片a的两侧面上，形成夹心结构；