[发明专利]一种基于场效应管栅极敏感效应的压电振动传感装置

摘要

本发明针对振动信号难以提取的现状，提供一种基于场效应管栅极敏感效应的压电振动传感装置。悬臂梁的静电激励振动装置，其特征在于：所述悬臂梁的静电激励振动装置由悬臂梁、接地端、静电驱动极板、交流信号源、底板、金金属层、侧板、压电片、驱动开关和导线组成。所述振动信号提取装置由场效应管、栅极电源、电容、源漏极电源、信号采集器、开关和导线组成。悬臂梁在交流信号激励作用下产生受迫振动；当悬臂梁振动时，压电片随着悬臂梁的振动发生变形，不断被压缩和拉伸，产生随着梁振动的周期性电压，该电压与场效应管的栅极所连接的栅极电源叠加，使场效应管源漏极之间产生变化规律相同的周期性变化电流。悬臂梁振动时，其频率和振动信号提取回路上电流的变化频率是一样的，这样就完成了振动信号的提取。

主权项

1.所述悬臂梁(1)的静电激励振动装置由悬臂梁(1)、接地端(2)、静电驱动极板(3)、交流信号源(5)、底板(6)、金金属层(7)、侧板(8)、压电片(9)、驱动开关(4)和导线组成；所述悬臂梁(1)左端固定在侧板(8)上，右端自由，在悬臂梁(1)下表面镀上一层金金属层(7)；所述静电驱动极板(3)位于悬臂梁(1)的正下方，固结于底板(6)上，长度比悬臂梁(1)稍微短一些，悬臂梁(1)下表面的金金属层(7)的左端通过导线连接交流信号源(5)的左端，交流信号源(5)的右端通过导线连接驱动开关(4)的左端，驱动开关(4)的右端通过导线连接静电驱动极板(3)的右端；所述压电片(9)固结在悬臂梁(1)上表面的左端，压电片(9)的右端通过导线与接地端(2)连接，压电片(9)的左端伸出导线(即a端)，与振动信号提取回路上电容(10)的右端(即a端)连接；所述振动信号提取装置由场效应管(14)、栅极电源(15)、电容(10)、源漏极电源(13)、信号采集器(12)、开关(11)和导线组成；所述场效应管(14)的c端通过导线连接源漏极电源(13)负极，源漏极电源(13)正极通过导线连接信号采集器(12)的左端，信号采集器(12)的右端通过导线连接开关(11)左端，开关(11)右端通过导线连接场效应管(14)的d端，场效应管(14)的b端通过导线连接栅极电源(15)，栅极电源(15)通过导线连接电容(10)的左端，电容(10)的右端通过导线连接悬臂梁(1)上压电片(9)的左端(即a端)；所述场效应管(14)由金属电极(16)、漏极(17)、源极(18)和栅极(19)组成；所述栅极(19)接出的导线为b端，源极(18)接出的导线为c端，漏极(17)接出的导线为d端。