專利名稱：超低頻三軸壓電式加速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及加速度傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超低頻三軸壓電式加速度傳感器。
背景技術(shù)：
加速度傳感器是將加速度、震動、沖擊等物理現(xiàn)象所產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)變成便于測量的電信號的測試儀器。壓電式加速度傳感器是利用其中的壓電元件的“壓電效應(yīng)”去檢測力學量。三軸加速度傳感器可以同時測量空間三個方向的振動或沖擊加速度。公知的三軸加速度傳感器是在金屬殼體中裝入三只具有獨立輸出的單向加速度傳感器，相互垂直安裝在一起而組成。傳統(tǒng)的加速度傳感器由于結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用材料及生產(chǎn)工藝等的局限性，造成產(chǎn)品普遍存在不穩(wěn)定，頻響范圍窄，沖擊極限和振動極限小等問題，產(chǎn)品只能用于低精度的粗糙測量。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問題，本實用新型提出一種超低頻三軸壓電式加速度傳感器，具有頻響范圍寬、靈敏度高、振動和沖擊極限高，橫向串擾小等優(yōu)點。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術(shù)方案為:超低頻三軸壓電式加速度傳感器，包括:基座、方形塊支架、三個壓電器件、三個質(zhì)量塊、外殼、上蓋和連接器；所述三個壓電器件和質(zhì)量塊分別先后套于三根緊固軸上，通過緊固軸固定在所述方形塊支架互相垂直的三個面上；所述外殼套于基座上，罩于壓電器件和質(zhì)量塊外面，其上端口焊接所述上蓋，上蓋上安裝所述連接器；其特征在于:所述壓電器件包括兩個整體式電極和多個壓電元件片；所述整體式電極包括多個相互連接的電極片，兩個整體式電極的電極片交叉折疊安裝，每裝一個電極片配一個壓 電元件片錯開來安裝；所述壓電器件底面和頂面分別設(shè)置有絕緣片。進一步的，所述方形塊支架采用螺絲鎖定并加螺紋防松膠粘結(jié)于基座上；所述緊固軸與方形塊支架之間采用螺紋防松膠加固。進一步的，所述外殼與基座、外殼與上蓋、上蓋與連接器均通過氬弧焊密封結(jié)合。進一步的，還包括一電路板，粘接于所述上蓋底面。進一步的，所述電路板與上蓋之間還粘接一絕緣片。進一步的，所述電路板包括信號放大調(diào)理電路。本實用新型的有益效果:將三個軸向的敏感檢測元件集成在同一支架上，改善了結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，使產(chǎn)品性能更穩(wěn)定，頻響范圍寬、振動和沖擊極限高，橫向串擾小，振幅非線性度低；采用整體式電極連接多片壓電元件片，減少焊接節(jié)點，提高了產(chǎn)品的靈敏度和可靠性，整體式電極在生產(chǎn)時可直接拗彎，簡單方便；內(nèi)置信號放大調(diào)理電路，提高抗干擾能力，保證輸出信號的準確性。
圖1為本實用新型的傳感器實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的傳感器實施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的整體式電極示意圖；圖4為本實用新型采用的壓電器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型傳感器成品外形示意圖。附圖標記:1、基座；2、方形塊支架；3、壓電器件；301、壓電元件片；302、電極片；303、絕緣片；4、質(zhì)量塊；5、外殼；6、上蓋；7、連接器；8、電路板；9、絕緣片。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。如圖1所示為本實用新型超低頻三軸壓電式加速度傳感器實施例一，包括:基座1、方形塊支架2、三個壓電器件3、三個質(zhì)量塊4、外殼5、上蓋6和連接器7 ;三個壓電器件3和質(zhì)量塊4分別先后套于三根螺桿上，通過螺桿鎖定在方形塊支架2互相垂直的三個面上；外殼5套于基座I上，罩于壓電器件3和質(zhì)量塊4外面,其上端口焊接上蓋6,上蓋6上安裝連接器7。其 中，壓電器件3包括兩個整體式電極和多個壓電元件片301 ;如圖3和4所示,該整體式電極包括多個相互連接的電極片302，兩個整體式電極的電極片302交叉折疊安裝，每裝一個電極片302配一個壓電元件片301錯開來安裝；壓電器件3底面和頂面分別設(shè)置有絕緣片303。例如該實施例中，如圖4所示，先在螺桿上套一個絕緣片303，再放置整體式電極(第一個整體式電極)的一個電極片302,電極片302上放置一個壓電兀件片301,壓電元件片301上面放置另一個整體式電極(第二個整體式電極)的電極片302，然后再放上一個壓電兀件片301,該壓電兀件片301的極性放置方向與前一個壓電兀件片301的極性放置方向相反；然后將第一個整體式電極折疊，將其連續(xù)的電極片302折疊于該壓電元件片301上面，再在該電極片302上放置又一壓電元件片301，然后再折疊第二整體式電極，將其連續(xù)的電極片302折疊于壓電元件片301上面，如此每裝一個電極片302配一個壓電元件片301錯開來安裝，且相鄰壓電元件片301的極性放置方向相反，即一個極性朝上另一個極性朝下，如此錯開放置，最后在頂面再放置一個絕緣片303。如此，兩個整體式電極一個作為正電極一個作為負電極使用，分別引出正負極信號線與連接器連接。該結(jié)構(gòu)將三個軸向的敏感檢測元件集成在同一支架上，改善了結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，使產(chǎn)品性能更穩(wěn)定，頻響范圍寬、振動和沖擊極限高，橫向串擾小，振幅非線性度低；采用整體式電極連接多片壓電元件片，有效提高了靈敏度，整體式電極在生產(chǎn)時可直接拗彎，簡單方便。如圖2所示為本實用新型的實施例二，在實施例一的基礎(chǔ)上增加了一個信號放大調(diào)理電路的電路板8，粘接于上蓋6底面。優(yōu)選的，在電路板8與上蓋6之間還粘接一絕緣片9,進一步提聞傳感器的抗干擾性能。上述各實施例中，方形塊支架2采用螺絲鎖定并加螺紋防松膠粘結(jié)于基座I上；螺桿與方形塊支架2之間也采用螺紋防松膠進行加固，使得產(chǎn)品整體更加緊固，減少干擾。且外殼5與基座1、外殼5與上蓋6、上蓋6與連接器7均通過氬弧焊密封結(jié)合，以有效防止電磁干擾，同時充分保證產(chǎn)品的氣密性和防水性。[0022]工作原理:在所需檢測的位置安裝本實用新型的傳感器，通過環(huán)境把振動傳遞給該傳感器，質(zhì)量塊4的慣性力將迫使壓電器件3產(chǎn)生電荷，電荷通過電路板8上的放大調(diào)理電路進行信號放大調(diào)理，再經(jīng)連接器7及低噪聲同軸電纜傳輸給計算機做后續(xù)處理。采用整體式電極連接多片壓電元件片，有效提高了靈敏度，且整體式電極在生產(chǎn)時可直接拗彎，簡單方便。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，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實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本實用新型做出的各種·變化，均為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.超低頻三軸壓電式加速度傳感器，包括:基座、方形塊支架、三個壓電器件、三個質(zhì)量塊、外殼、上蓋和連接器；所述三個壓電器件和質(zhì)量塊分別先后套于三根緊固軸上，通過緊固軸固定在所述方形塊支架互相垂直的三個面上；所述外殼套于基座上，罩于壓電器件和質(zhì)量塊外面，其上端口焊接所述上蓋，上蓋上安裝所述連接器；其特征在于:所述壓電器件包括兩個整體式電極和多個壓電元件片；所述整體式電極包括多個相互連接的電極片，兩個整體式電極的電極片交叉折疊安裝，每裝一個電極片配一個壓電元件片錯開來安裝；所述壓電器件底面和頂面分別設(shè)置有絕緣片。
2.如權(quán)利要求1所述超低頻三軸壓電式加速度傳感器，其特征在于:所述方形塊支架采用螺絲鎖定并加螺紋防松膠粘結(jié)于基座上；所述緊固軸與方形塊支架之間采用螺紋防松膠加固。
3.如權(quán)利要求1所述超低頻三軸壓電式加速度傳感器，其特征在于:所述外殼與基座、外殼與上蓋、上蓋與連接器均通過氬弧焊密封結(jié)合。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述超低頻三軸壓電式加速度傳感器，其特征在于:還包括一電路板，粘接于所述上蓋底面。
5.如權(quán)利要求4所述超低頻三軸壓電式加速度傳感器，其特征在于:所述電路板與上蓋之間還粘接一絕緣片。
6 .如權(quán)利要求4所述超低頻三軸壓電式加速度傳感器，其特征在于:所述電路板包括信號放大調(diào)理電路。
專利摘要本實用新型公開了一種超低頻三軸壓電式加速度傳感器，包括基座、方形塊支架、三個壓電器件、三個質(zhì)量塊、外殼、上蓋和連接器；三個壓電器件和質(zhì)量塊分別先后套于三根螺桿上，通過螺桿鎖定在方形塊支架互相垂直的三個面上；外殼套于基座上，罩于壓電器件和質(zhì)量塊外面，其上端口焊接所述上蓋，上蓋上安裝所述連接器；該壓電器件包括兩個整體式電極和多個壓電元件片；整體式電極包括多個相互連接的電極片，兩個整體式電極的電極片交叉折疊安裝，每裝一個電極片配一個壓電元件片錯開來安裝；壓電器件底面和頂面分別設(shè)置有絕緣片。該結(jié)構(gòu)采用整體式電極連接多片壓電元件片，提高產(chǎn)品的靈敏度和可靠性，且整體式電極在生產(chǎn)時可直接拗彎，簡單方便。
文檔編號G01P15/09GK203133109SQ20132018152
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者陳強中 申請人:廈門乃爾電子有限公司