專利名稱：帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加速度傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶自激診斷故障的壓電式加速度傳感系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在自動控制領(lǐng)域中，傳感器是獲取信息的主要裝置，當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障或失效時，將給后續(xù)的監(jiān)測控制、系統(tǒng)故障診斷等帶來嚴(yán)重的影響，并可能造成不可估量的損失，因此傳感器的故障診斷問題就顯得極其重要。傳統(tǒng)故障診斷方式主要有人工定期校準(zhǔn)和通過數(shù)據(jù)處理的方法實時分離出傳感器的故障信息，例如硬件冗余法；人工定期校準(zhǔn)浪費(fèi)人力物力，而且可操作性不強(qiáng)，而硬件冗余法，需要兩個以上的傳感器測量同一個監(jiān)測點(diǎn)，成本較聞。壓電式加速度傳感器利用壓電元件的壓電效應(yīng)去檢測力學(xué)量，無需外界電源供電，并且具有通頻帶寬，耐高溫，受外界干擾小等優(yōu)點(diǎn)，在軍用、民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，因此其故障診斷的方法具有較高的研究價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種帶自激診斷故障的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，利用逆壓電效應(yīng)原理，外設(shè)振蕩模塊，使傳感器中的壓電材料產(chǎn)生震動，通過對比傳感器的輸出信號和激勵信號，實現(xiàn)對傳感器故障的監(jiān)測·。克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的成本高、浪費(fèi)人力物力、操作性不強(qiáng)等問題。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，包括壓電組件、自激振蕩模塊和運(yùn)算模塊；自激振蕩模塊設(shè)于壓電組件一端，用于產(chǎn)生振動信號；壓電組件感應(yīng)自激振蕩模塊的振動信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號；運(yùn)算模塊采集自激振蕩模塊的激勵電壓信號和壓電組件輸出的電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算。優(yōu)選的，所述自激振蕩模塊包括激勵電源、壓電元件二和電極。優(yōu)選的，所述自激振蕩模塊包括自激蜂鳴器。進(jìn)一步的，所述自激蜂鳴器為壓電蜂鳴器。優(yōu)選的，所述運(yùn)算模塊包括信號比較電路。進(jìn)一步的，所述信號比較電路為電壓比較器。進(jìn)一步的，所述壓電組件包括支架、壓電元件一、質(zhì)量塊、和電路板；所述自激振蕩模塊設(shè)于支架底面，且與支架之間設(shè)有一絕緣片。本發(fā)明的有益效果是，利用逆壓電效應(yīng)原理，使自激振蕩模塊中的壓電材料發(fā)生震動，從而帶動傳感器中的壓電材料震動，通過對比輸出信號和激勵信號，實現(xiàn)對傳感器故障的監(jiān)測，降低了故障檢測成本，節(jié)約人力物力，操作性強(qiáng)，方便快捷。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 附圖標(biāo)號說明:1、壓電組件；11、電路板；12、壓電材料一 ；13、質(zhì)量塊；14、支架；15、絕緣片；2、自激振蕩模塊；21、壓電材料二 ；22、電極；23、激勵電源；3、運(yùn)算模塊；31信號比較電路。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，一種帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，包括壓電組件1、自激振蕩模塊2和運(yùn)算模塊3。壓電組件I包括電路板11、壓電材料一 12、質(zhì)量塊13、支架14 ；自激振蕩模塊2固定在壓電組件I的一端，用于產(chǎn)生振動信號；壓電組件I感應(yīng)自激振蕩模塊2的振動信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號；運(yùn)算模塊3采集自激振蕩模塊2的激勵電壓信號和壓電組件輸出的電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算。自激振蕩模塊2包括激勵電源23、電極22和壓電材料二21。自激振蕩模塊2設(shè)于支架14底面，且與支架14之間設(shè)有一絕緣片15，電極22設(shè)置在壓電材料二 21的兩端，其中一端電極與絕緣片15固定，激勵電源23電連接電極22和運(yùn)算模塊3。運(yùn)算模塊3包括信號比較電路31，信號比較電路31可以為電壓比較器，用于比較傳感器壓電組件I的輸出電壓和激勵電源23的電壓值。壓電材料一 12和壓電材料二 21為壓電陶瓷片。自激振蕩模塊2亦可由包括壓電蜂鳴器在內(nèi)的各種自激蜂鳴器組成，或任何可以通過電激勵產(chǎn)生振蕩的器件。工作原理如下:壓電材料二 21在激勵電源23的作用下產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，輸出振動信號并傳遞給壓電組件1，壓電組件I將接收到的振動信號轉(zhuǎn)換成電信號，并經(jīng)過電路板處理后轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號。信號比較電路模塊接收此電壓信號，并與激勵電源的電壓做比較，通過比較的結(jié)果判斷加速度傳感器是否能正常工作。本發(fā)明除了適用實施例中的環(huán)形剪切型壓電組件，也適用于三角剪切型等其他結(jié)構(gòu)的壓電組件。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，包括壓電組件，其特征在于:還包括自激振蕩模塊和運(yùn)算模塊；所述自激振蕩模塊設(shè)于壓電組件一端，用于產(chǎn)生振動信號；壓電組件感應(yīng)自激振蕩模塊的振動信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號；所述運(yùn)算模塊采集自激振蕩模塊的激勵電壓信號和壓電組件輸出的電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算。
2.如權(quán)利要求1所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述自激振蕩模塊包括激勵電源、壓電元件二和電極。
3.如權(quán)利要求1所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述自激振蕩模塊包括自激蜂鳴器。
4.如權(quán)利要求3所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述自激蜂鳴器為壓電蜂鳴器。
5.如權(quán)利要求1所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)算模塊包括信號比較電路。
6.如權(quán)利要求5所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述信號比較電路為電壓比較器。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述壓電組件包括支架、壓電元件一、質(zhì)量塊、和電路板；所述自激振蕩模塊設(shè)于支架底面，且與支架之間設(shè)有一 絕緣片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶自激診斷的壓電式加速度傳感系統(tǒng)，包括壓電組件、自激振蕩模塊和運(yùn)算模塊；自激振蕩模塊設(shè)于壓電組件一端，用于產(chǎn)生振動信號；壓電組件感應(yīng)自激振蕩模塊的振動信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號；運(yùn)算模塊采集自激振蕩模塊的激勵電壓信號和壓電組件輸出的電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算。本發(fā)明是利用逆壓電效應(yīng)原理，使傳感器中的壓電材料發(fā)生震動，通過對比輸出信號和激勵信號，實現(xiàn)對傳感器故障的監(jiān)測，降低了故障檢測成本，節(jié)約人力物力，操作性強(qiáng)，方便快捷。
文檔編號G01P15/09GK103217552SQ20131015469
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者聶泳忠 申請人:廈門乃爾電子有限公司