[发明专利]一种高性能压电式应变传感器

说明书

本发明涉及传感器技术领域，公开了一种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。本压电式应变传感器检测压力、转动速度和角度定位，检测能力强，且定位精确。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种高性能压电式应变传感器。

背景技术

压电式传感器是一种基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器、测量电路放大、变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为电的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

现有的压电加速度传感器是通过在压电元件支架与传感器底座之间设置绝缘片来实现支架与底座之间的绝缘，在安装过程中，通过粘胶的方式来依次连接支架、绝缘片以及底座。智能感应单方向的压力，并不能根据实际生产中进行特定形式的检测，造成检测不变。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高性能压电式应变传感器，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。

优选的：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，形成作业桶内部的作业空腔。

优选的：所述压电元件的内侧设置有保护层。

优选的：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。

优选的：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。

优选的：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。

优选的：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。