[发明专利]一种高性能压电式应变传感器

权利要求书

1.一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述的高性能压电式应变传感器包括：

作业桶，内部形成作业空间；

压电元件，阵列式的固定设置在作业桶的内壁；

电路板，埋置在作业桶的内部，并与压电元件连接，其用于接收压电元件接收压力后产生的电信号；

连接杆，滑动贯穿作业桶的一端并伸入到作业桶的内部，连接杆用于固定连接外部部件；

按压凸出，径向滑动设置在连接杆上，用于按压作业桶内壁上的压电元件；

压力感应单元，其用于感应外接部件的轴向压力；

计时模块，其用于获得当前时间点t_i；

信号转化单元，接收压力感应单元感应外接部件的轴向压力F_i和当前压电元件角度θ_i，计算获得当前转速为感应外接部件方向角度θ_i’＝θ_i+θ₀，其中，θ₀为外接部件标定夹角。

2.根据权利要求1所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述作业桶包括基座、筒体和桶盖，基座固定连接在筒体的一端端部，桶盖连接在筒体的另一端。

3.根据权利要求1所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述压电元件的内侧设置有保护层。

4.根据权利要求1所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述连接杆的连接端设置有连接部，外接部件通过连接部与连接杆固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述连接部包括多棱柱和凸出条，多棱柱的端部外壁径向固定连接有凸出条，凸出条与外接部件内部卡槽吻合并嵌入。

6.根据权利要求1所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述按压凸出固定连接有内嵌杆，连接杆的外壁径向开设有移动槽，内嵌杆滑动嵌套在移动槽的内部。

7.根据权利要求6所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述移动槽是截面为凸字形的多棱槽结构，内嵌杆是截面为凸字形的多棱柱结构，内嵌杆滑动嵌套在移动槽的内部。

8.根据权利要求1所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述然压力感应单元包括弹簧和挡件，弹簧放置在作业桶的内部，挡件固定连接在连接杆上用于对弹簧进行限位，桶盖的端部固定安装有微型电机，作业桶的端部开设有滑动槽，滑动槽的内部滑动设置有滑动块，弹簧处于挡件和滑动块之间，微型电机的输出轴同轴固定连接有丝杆，丝杆配合嵌套在穿过滑动块。

9.根据权利要求8所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述丝杆的端部为圆柱状结构，连接杆的内嵌端开设有轴向的内嵌孔，丝杆的端部滑动嵌套在内嵌孔的内部。

10.根据权利要求8所述的一种高性能压电式应变传感器，其特征在于，所述轴向压力F_i计算方法为：信号转化单元根据检测类型查找一个预先设置的类型-压力信息表，获得初始压力F₀；信号转化单元计算压缩量并控制微型电机驱动滑动块移动量为△x＝x₁-x₀，其中，x₀为弹簧的原始压缩量；通过按压凸出触碰到轴向压电元件位移，获得压电元件的当前时间点t_i的轴向位移x_i，信号转化单元计算获得当前压力为F_i＝k(x₁+x_i)。