[发明专利]一种具有高集成度的自供电压力传感器

说明书

本发明提供的一种具有高集成度的自供电压力传感器，包括封装壳体，所述封装壳体内设有竖直通孔的圆柱体，所述圆柱体主要由上下堆叠在一起的压力传感单元和压电俘能器单元组成，所述压力传感单元和所述压电俘能器单元之间设置有非极化隔离层；所述竖直通孔内设有能量管理模块和信号处理模块，所述压电俘能器单元的输出电极与所述能量管理模块的输入端电气连接，所述压力传感单元的输出电极与所述信号处理模块的输入端电气连接，所述能量管理模块的输出端与所述信号处理模块的电源端电气连接；本具有高集成度的自供电压力传感器能够直接输出数字信号，进行自主工作，不会给外部电路带来任何负担，适用于压力传感领域。

技术领域

本发明涉及压力传感器的技术领域，具体涉及一种具有高集成度的自供电压力传感器。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。同时，物联网传感器节点被广泛应用，通过改进传感器结构和功能，使得传感器更加适用于物联网传感器节点，是目前传感器领域研究的热题。

目前，常规的压力传感器或者其他传感器，都或多或少地需要相应的外部电源或者内部电池供电，也都或多或少地需要外部特殊的电路与传感器相匹配，来把传感器所产生的特殊信号转换为一般的数字信号。因此，物联网传感器节点技术的应用受到传感器依赖于外部复杂处理电路的问题及电路工作供电的问题等诸多限制。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够直接输出数字信号，进行自主工作，不会给外部电路带来任何负担的具有高集成度的自供电压力传感器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有高集成度的自供电压力传感器，包括封装壳体，所述封装壳体内设有竖直通孔的圆柱体，所述圆柱体主要由上下堆叠在一起的压力传感单元和压电俘能器单元组成，所述压力传感单元和所述压电俘能器单元之间设置有非极化隔离层；所述竖直通孔内设有能量管理模块和信号处理模块，所述压电俘能器单元的输出电极与所述能量管理模块的输入端电气连接，所述压力传感单元的输出电极与所述信号处理模块的输入端电气连接，所述能量管理模块的输出端与所述信号处理模块的电源端电气连接。

优选地，所述压力传感单元包括：多个上下堆叠在一起的第一极化压电片，每一个第一极化压电片的上下两端均设置有第一金属片，相邻两个第一极化压电片共用一个第一金属片，且相邻两个第一极化压电片的极化方向相反，所有第一极化压电片的正极并接在一起形成所述压力传感单元的输出正电极，所有第一极化压电片的负极并接在一起形成所述压力传感单元的输出负电极；所述压电俘能器单元包括：多个上下堆叠在一起的第二极化压电片，每一个第二极化压电片的上下两端均设置有第二金属片，相邻两个第二极化压电片共用一个第二金属片，且相邻两个第二极化压电片的极化方向相反，所有第二极化压电片的正极并接在一起形成所述压电俘能器单元的输出正电极，所有第二极化压电片的负极并接在一起形成所述压电俘能器单元的输出负电极；所述圆柱体的上下两端均设置有封装陶瓷片。

优选地，所述第一极化压电片的制作材料为PZT-5H，所述第二极化压电片的制作材料为PMN-PT。

优选地，所述竖直通孔内还设有无线传输模块，所述无线传输模块的输入端与所述信号处理模块的输出端电气连接，所述无线传输模块的输出天线设置于所述封装壳体的表面上。