[发明专利]一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器

说明书

本发明涉及水平姿态传感器领域，尤其是涉及一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器。该水平姿态传感器包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接。本发明对应的六电极石英力敏元件，每个力敏元件经组合可得到15个差频信号，将此15个差频信号进行叠加求和，得到的力频转换系数可达n×10³Hz/N的量级。本发明中，两个敏感元件同时工作，若将两个敏感元件的差频信号再叠加，则最终的力频转换系数可达2n×10³Hz/N的量级。

技术领域

本发明涉及水平姿态传感器领域，尤其是涉及一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器。

背景技术

现有的石英姿态传感器常用两个独立的单基片单电极且温度特性基本相同的石英谐振器采用差频的形式来消除温度等因素的干扰。但两个独立的谐振器因晶体基片不同(晶片取自于不同的位置、加工工艺差异、局域缺陷等)，经差频处理得到的差频信号中温度特性及其它材料因素的干扰仍然存在，这些干扰因素已成为这类传感器在高精度应用领域的瓶颈问题，亟待解决。

为解决目前石英姿态传感器应用过程中，输出信号受温度及材料因素的干扰问题，同时通过信号叠加处理，提高传感器的力频转换系数或姿态检测灵敏度等；本申请的技术方案应运而生。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其将同一基片上的多个谐振频率信号先进行彼此差频，再将多个差频信号再进行叠加求和，则在抑制温度等干扰因素影响的同时，并可提高整个石英基片对应的谐振器的力频敏感特性，即通过叠加求和方式可提高对应的石英敏感元件的力频转换系数。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，

所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接；所述底座固定安装在所述托盘上，所述过载防护架罩在所述敏感质量块、敏感元件以及底座上之后与所述托盘螺接；所述托盘固定安装在所述基座上，托盘下方的基座内设置有凹槽，所述电路板固定在所述凹槽内；所述外壳罩在所述敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘以及过载防护架上之后与所述基座固定连接；

所述六电极石英敏感元件与所述电路板电连接，所述基座上设置有信号插座，所述信号插座与所述电路板电连接。

作为一种进一步的技术方案，所述六电极石英敏感元件的石英晶体基片的半径为7.5mm，厚度为0.079mm，六对谐振器电极均匀分布于半径为4.2mm的圆周上；4.2mm的圆周与石英晶体基片同心。

作为一种进一步的技术方案，所述谐振器电极的半径为1mm，谐振器电极的引线宽为0.5mm，引线通过连接线及过渡连线与所述电路板中对应的激励电路电连接。

作为一种进一步的技术方案，所述六电极石英敏感元件与所述敏感质量块和所述底座之间均通过环氧树脂粘接连接。

作为一种进一步的技术方案，所述过载防护架与所述托盘螺接后，通过过载防护架四周的若干个紧定螺钉进行锁定。

作为一种进一步的技术方案，所述底座与所述托盘通过左右各一个底座固定螺钉实现固定连接；底座与托盘之间设置有防震垫。