[发明专利]一种含芯压电棒多维加速度传感器加速度测量方法

权利要求书

1.一种含芯压电棒多维加速度传感器加速度测量方法，应用于含芯压电棒多维加速度传感器，其中，所述的含芯压电棒多维加速度传感器包括：含芯压电棒(1)、基座(2)、外壳(3)和底座(4)，所述含芯压电棒(1)为圆柱体，所述外壳(3)、底座(4)形成一个独立空间，所述的含芯压电棒(1)一端固定于基座(2)上部，另一端自由，所述基座(2)位于所述外壳(3)、底座(4)形成的空间内部，且所述基座(2)安装于底座(4)的顶平面上；

所述的含芯压电棒(1)包含有第一含芯压电棒(101)、第二含芯压电棒(102)、第三含芯压电棒(103)、第四含芯压电棒(104)，所述的第一含芯压电棒(101)、第二含芯压电棒(102)、第三含芯压电棒(103)、第四含芯压电棒(104)分别安装于基座(2)的四周，且所述的第一含芯压电棒(101)、第二含芯压电棒(102)在同一直线上，所述的第三含芯压电棒(103)、第四含芯压电棒(104)在同一直线上；

所述第一含芯压电棒(101)、第二含芯压电棒(102)、第三含芯压电棒(103)、第四含芯压电棒(104)上均分布有电极；

其特征在于，所述的含芯压电棒多维加速度传感器加速度测量方法包括以下操作步骤：

S1：将含芯压电棒所处的平面设置为XOY平面，四根含芯压电棒(1)、基座(2)安装处的中心位置设置为O点，其中第一含芯压电棒(101)与X轴正方向重合，第二含芯压电棒(102)与Y轴正方向重合、第三含芯压电棒(103)与X轴负方向重合、第四含芯压电棒(104)与Y轴负方向重合，过O点垂直XOY平面且方向向上为Z轴正方向；

S2：将含芯压电棒多维加速度传感器置于S1步骤所形成的的坐标系中；

S3：所述第一含芯压电棒(101)上的电极标记为第一上表面电极、第一右表面电极、第一下表面电极、第一左表面电极，所述第一上表面电极、第一右表面电极、第一下表面电极、第一左表面电极所带电荷值分别依次计作：Q11、Q12、Q13、Q14；

S4：将第二含芯压电棒(102)上的电极标记为第二上表面电极、第二右表面电极、第二下表面电极、第二左表面电极，第二上表面电极、第二右表面电极、第二下表面电极、第二左表面电极所带电荷值分别依次计作：Q21、Q22、Q23、Q24；

S5：将加速度标记为a，且加速度a作用于含芯压电棒多维加速度传感器时，设加速度a和坐标轴X、Y、Z的正方向的夹角分别为为α、β、γ；

S6：利用S1-S5步骤中的测量数值求解加速度a的大小和方向：

其中，含芯压电棒多维加速度传感器上所产生的电荷Q为：Q＝Kα(K为传感器的灵敏度)，则，第一含芯压电棒(101)上：

Q₁₁＝Kαcosγ (1)

Q₁₃＝-Kαcosγ (2)

Q₁₂＝Kαcosβ (3)

Q₁₄＝-Kαcosβ (4)

则第二含芯压电棒(102)上，含芯压电棒多维加速度传感器上所产生的电荷Q为：

Q₂₁＝Kαcosγ (5)

Q₂₂＝-Kαcosα (6)

Q₂₃＝-Kαcosγ (7)

Q₂₄＝Kαcosα (8)

cos²α+cos²β+cos²γ＝1 (9)

把公式(1)、(3)、(8)代入公式(9)中，得到

再把a代入到公式(1)、(3)、(8)中，得到a和X、Y、Z坐标轴正向之间的夹角α、β、γ，