三轴压电式传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三轴压电式传感器，其特征在于，包括：外壳、设置于外壳内的三个电荷输出元件以及与三个电荷输出元件电气连接的连接器；三个电荷输出元件分别用于检测X轴、Y轴以及Z轴方向上的振动，X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直；其中，电荷输出元件，包括：支架，包括连接部件；压电元件，为环形结构体，压电元件套接设置在连接部件上，压电元件上设置有第一形变槽，第一形变槽贯通压电元件的侧壁，以使压电元件在环向上断开；质量块，为环形结构体，质量块套接设置在压电元件上；其中，压电元件与连接部件及压电元件与质量块过盈配合。本实用新型专利技术的三轴压电式传感器具备良好的频响特性。

Three axis piezoelectric sensor

The utility model relates to a three axis piezoelectric sensor, characterized by comprising a shell, arranged in the casing three and three charge output element and charge output element electrically connected to the connector; three charge output element is used for vibration detection of X axis, Y axis and Z axis direction. X axis, Y axis and Z axis of 22 perpendicular to each other; the charge output device comprises a bracket, includes a connecting member; the piezoelectric element is an annular structure, the piezoelectric element is sheathed on the connecting member set, a first groove is arranged on the piezoelectric element deformation, deformation of the first trough passing through the side wall of piezoelectric in order to make the components of the piezoelectric element to disconnect in the loop; mass, ring structure, mass set arranged on the piezoelectric element; wherein, the piezoelectric element and the connecting component and the piezoelectric element and the mass interference fit . The three axis piezoelectric sensor of the utility model has good frequency response characteristics.

【技术实现步骤摘要】
三轴压电式传感器
本技术涉及传感器
，特别是涉及一种三轴压电式传感器。
技术介绍
压电加速度传感器又称压电加速度计，也属于惯性式传感器。压电加速度传感器的原理是利用压电元件的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。压电加速度传感器内设置有电荷输出元件，现有技术中，电荷输出元件的各部件间采用连接层连接，通过连接层连接的方式虽然能够使得电荷输出元件的各部件装配结合，但是采用连接层连接对于连接层的品质及装配操作要求极高，若连接层内含有杂质或者装配时操作操作不当，则会导致电荷输出元件各部件间连接强度不足，使得电荷输出元件的刚性不足，进而使得压电加速度传感器的频响特性及谐振过低。
技术实现思路
本技术实施例提供一种三轴压电式传感器，具有良好的频响特性及谐振性能，也大大减小了在高温环境下使用时应力波动的问题，高温特性好，能够保证检测结果的准确性。一方面，根据本技术实施例提出了一种三轴压电式传感器，其包括：外壳、设置于外壳内的三个电荷输出元件以及与三个电荷输出元件电气连接的连接器；三个电荷输出元件分别用于检测X轴、Y轴以及Z轴方向上的振动，X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直；其中，电荷输出元件，包括：支架，包括连接部件；压电元件，为环形结构体，压电元件套接设置在连接部件上，压电元件上设置有第一形变槽，第一形变槽贯通压电元件的侧壁，以使压电元件在环向上断开；质量块，为环形结构体，质量块套接设置在压电元件上；其中，压电元件与连接部件及压电元件与质量块过盈配合。根据本技术实施例的一个方面，质量块上设置有贯通质量块的侧壁的第二形变槽，以使质量块在环向上断开，电荷输出元件还包括套接设置在质量块上的预紧环，预紧环与质量块过盈配合。根据本技术实施例的一个方面，第一形变槽为条形槽且沿着压电元件的轴线方向延伸，第二形变槽为条形槽且沿着质量块的轴线方向延伸，且第一形变槽与第二形变槽的宽度均不大于0.2mm，宽度为第一形变槽或第二形变槽处、切割形成的两个相对的切面之间的距离。根据本技术实施例的一个方面，预紧环、质量块、压电元件及连接部件的线膨胀系数依次减小。根据本技术实施例的一个方面，压电元件由压电陶瓷或石英晶体构成，压电元件包括相对的内环面及外环面，内环面及外环面上设置有导电层，压电元件的内环面套接在连接部件上，质量块套接在压电元件的外环面上。根据本技术实施例的一个方面，支架还包括支撑部件，连接部件具有柱状结构，支撑部件为围绕连接部件设置的盘类结构且位于连接部件的一端。根据本技术实施例的一个方面，三轴压电式传感器还包括电路板和屏蔽罩，电路板固定在质量块上，压电元件及连接器均与电路板电气连接，屏蔽罩扣接在支架上，压电元件、质量块及电路板均位于屏蔽罩内。根据本技术实施例的一个方面，外壳设置有容纳部，三轴压电式传感器还包括设置于容纳部内的支承座，支承座包括与外壳相连接的底盘以及与底盘相连接的凸柱，三个电荷输出元件中的一个电荷输出元件设置于底盘，另两个电荷输出元件设置于凸柱。根据本技术实施例的一个方面，三轴压电式传感器还包括用于闭合或打开容纳部的开口的盖体，盖体上设置有安装孔，凸柱的顶部插入安装孔且与安装孔的孔壁相连接。根据本技术实施例的一个方面，凸柱设置有与安装孔同轴设置的第一通孔，外壳上设置有与第一通孔对准设置的第二通孔。根据本技术实施例提供的三轴压电式传感器，其包括的电荷输出元件包括支架、压电元件以及质量块。由于压电元件与支架的连接部件及压电元件与质量块之间直接接触且过盈配合，不需要设置中间连接层，因此提高了电荷输出元件的整体刚度，改善了电荷输出元件的频响特性，也大大减小了在高温环境下使用时应力波动的问题，高温特性好。这样，具有该电荷输出元件的三轴压电式传感器的具有良好的频响特性及谐振性能，能够保证检测结果的准确性。附图说明下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。图1是本技术一实施例的三轴压电式传感器的分解结构示意图。图2是本技术另一实施例的三轴压电式传感器的分解结构示意图。图3是本技术一实施例的电荷输出元件的结构示意图。图4是本技术一实施例的电荷输出元件的分解结构示意图。图5是本技术另一实施例的电荷输出元件的分解结构示意图。图6是本技术一实施例的电荷输出元件、电路板以及屏蔽罩的连接剖视结构示意图。在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理，但不能用来限制本技术的范围，即本技术不限于所描述的实施例。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。为了更好地理解本技术，下面结合图1至图6根据本技术实施例的三轴压电式传感器进行详细描述。本技术实施例的三轴压电式传感器用于检测待测结构件的振动情况，且能够采集待测机构件在空间三维坐标系下的振动情况。三轴压电式传感器能够采集待测结构件的振动数据，并进一步地将振动数据转换成电信号，然后将该电信号发送到其它设备进行后续分析处理。如图1、图2所示，本技术实施例的三轴压电式传感器，包括外壳1、设置于外壳1内的三个电荷输出元件2以及与三个电荷输出元件2电气连接的连接器3。外壳1用于为电荷输出元件2和连接器3提供安装基础。外壳1能够将电荷输出元件2封装在其内部，从而对电荷输出元件2形成保护。三个电荷输出元件2分别用于检测X轴、Y轴以及Z轴方向上的振动。X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直。如图3所示，本实施例的电荷输出元件2包括支架21、压电元件22以及质量块23。本实施例的支架21包括连接部件21a。压电元件22为环形结构体。压电元件22套接设置在连接部件21a上。压电元件22上设置有第一形变槽22a。第一形变槽22a贯通压电元件22的侧壁，以使压电元件22在环向上断开。质量块23为环形结构体。质量块23套接设置在压电元件22上。压电元件22与连接部件21a及压电元件22与质量块23之间过盈配合，提高了电荷输出元件2的整体刚度，改善了电荷输出元件2的频响特性。电荷输出元件2通过连接器3与外部设备电气连接，从而能够将自身的输出信号发送到外部设备。本技术实施例提供的三轴压电式传感器，其包括的电荷输出元件2包括支架21、压电元件22以及质量块23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴压电式传感器，其特征在于，包括：外壳、设置于所述外壳内的三个电荷输出元件以及与三个所述电荷输出元件电气连接的连接器；三个所述电荷输出元件分别用于检测X轴、Y轴以及Z轴方向上的振动，所述X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直；其中，所述电荷输出元件，包括：支架，包括连接部件；压电元件，为环形结构体，所述压电元件套接设置在所述连接部件上，所述压电元件上设置有第一形变槽，所述第一形变槽贯通所述压电元件的侧壁，以使所述压电元件在环向上断开；质量块，为环形结构体，所述质量块套接设置在所述压电元件上；其中，所述压电元件与所述连接部件及所述压电元件与所述质量块过盈配合。

【技术特征摘要】
1.一种三轴压电式传感器，其特征在于，包括：外壳、设置于所述外壳内的三个电荷输出元件以及与三个所述电荷输出元件电气连接的连接器；三个所述电荷输出元件分别用于检测X轴、Y轴以及Z轴方向上的振动，所述X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直；其中，所述电荷输出元件，包括：支架，包括连接部件；压电元件，为环形结构体，所述压电元件套接设置在所述连接部件上，所述压电元件上设置有第一形变槽，所述第一形变槽贯通所述压电元件的侧壁，以使所述压电元件在环向上断开；质量块，为环形结构体，所述质量块套接设置在所述压电元件上；其中，所述压电元件与所述连接部件及所述压电元件与所述质量块过盈配合。2.根据权利要求1所述的三轴压电式传感器，其特征在于，所述质量块上设置有贯通所述质量块的侧壁的第二形变槽，以使所述质量块在环向上断开，所述电荷输出元件还包括套接设置在所述质量块上的预紧环，所述预紧环与所述质量块过盈配合。3.根据权利要求2所述的三轴压电式传感器，其特征在于，所述第一形变槽为条形槽且沿着所述压电元件的轴线方向延伸，所述第二形变槽为条形槽且沿着所述质量块的轴线方向延伸，且所述第一形变槽与所述第二形变槽的宽度均不大于0.2mm，所述宽度为所述第一形变槽或所述第二形变槽处、切割形成的两个相对的切面之间的距离。4.根据权利要求2所述的三轴压电式传感器，其特征在于，所述预紧环、质量块、压电元件及连接部件的线膨胀系数依次减小。5.根据权利要求2至4任意一项所述的三轴压电式传...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂泳忠，聂川，
申请(专利权)人：西人马厦门科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35