[发明专利]一种新型压电式压力传感器

说明书

一种新型压电式压力传感器，包括压电式传感片、电荷测量器、数据处理器以及数据存储器，压电式传感片、电荷测量器以及数据处理器依次连接，数据处理器和数据存储器双向连接，压电式传感片外接电容测量器，电容测量器再同数据处理器进行连接。本发明的有益效果为：该种传感器有效解决了在压电式传感片受力平衡时难以进行压力测量的缺陷，此外还采用电容测量器对电压测量的结果进行辅助性校正，进一步保证了压力测量的准确性。

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种可测量静力状态下的压电式压力传感器。

背景技术

压电式压力传感器是一种基于压电效应的压力传感器，大多是利用正压电效应制成的。正压电效应是指当晶体受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

现有的压电式压力传感器随着外力的施压而产生形变，该形变会导致电荷在压电式传感片的极板间积累，当压电式传感片受力平衡后，形变停止，不会有新的电荷产生，此前在极板间积累的电荷会在电路中损耗消失，从而使得在静力(即受力平衡)时，压电式传感片的输出电压是0。因此，现有的压电式压力传感器只能测量存在变化力时的压力，不能测量静力时的压力。

因此，针对以上缺陷，需要对现有技术进行有效创新。

发明内容

针对以上缺陷，本发明的目的在于提供一种新型压电式压力传感器，该种传感器有效解决了在压电式传感片受力平衡时难以进行压力测量的缺陷，此外还采用电容测量器对电压测量的结果进行辅助性校正，进一步保证了压力测量的准确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型压电式压力传感器，包括压电式传感片、电荷测量器、数据处理器以及数据存储器，所述的压电式传感片用于压力的感应，所述的电荷测量器用于测量压电式传感片的压电效应，所述的数据处理器用于将电荷测量器得出的测量数据转换为压力值，所述的数据存储器用于存储数据处理器得出的压力值，其中，压电式传感片、电荷测量器以及数据处理器依次连接，数据处理器和数据存储器双向连接；

相应的，压电式传感片外接电容测量器，电容测量器再同数据处理器进行连接，电容测量器和电荷测量器同时工作，电容测量的数据经数据处理器处理后用于辅助校正电荷测量器得出的压力值，以减小测量误差；

相应的，数据处理器通过电荷测量器测量值的极性判断力的方向，在已有压力值的基础上进行加减并保存于数据存储器；

相应的，数据处理器外接温度传感器，温度传感器测量环境温度，以便校正因温度引起的电荷测量器及电容测量器的测量值的变化。

本发明的有益效果为：

一、采用压电传感片进行测量，因压电效应产生的电荷量成正比，与力的变化速率无关，可以降低测量的误差。

二、增加了数据存储器这一模块，并且要求数据存储器同数据处理器进行双向连接，在压电式传感片受力平衡时，直接调取数据存储器中存储的前一次数据即可，有效解决了在压电式传感片受力平衡时输出电压值为0，继而导致无法正确输出压力值的问题；

三、电容测量器与压电式传感片组成震荡电路，实现第二线路的压力测量，并且电容测量器测得的压力值可用于辅助校正电荷测量器测得的压力值，以减小测量误差，提高了测量的精准度；

四、采用温度传感器对测量环境的温度进行实时监测，以便校正因温度引起的测量误差。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的结构连接示意图；