The invention discloses a circular platform array flexible electric acceleration sensor, which comprises a detection surface array superposed by a base, a pre-tightened bolt, a mass block, two metal electrodes, an upper isolation electrode plate, a lower isolation electrode plate and a p layer. Each detection surface array includes Q horizontally arranged sensitive units. The invention adopts a circular platform array type sensitive unit under the action of inertial force compression of the mass block. The linear relationship between the strain gradient generated by the element and the charge signal generated by the flexoelectricity effect can be used to measure the acceleration, thus realizing the measurement of mechanical parameters such as vibration.
【技术实现步骤摘要】
一种圆台阵列式挠曲电加速度传感器
本实验方法涉及传感器
,具体涉及一种基于圆台阵列的高灵敏度挠曲电加速度传感器。
技术介绍
智能材料是现代新材料发展的重要方向之一,它的研制和大规模应用将引起材料科学发展的重大革命。在很多智能材料中存在着力-电耦合效应。基于力-电耦合效应制备的传感器在航空、航天、航海、土木工程得以广泛的应用。挠曲电效应是指由非均匀应变场或应变梯度产生电极化现象,即使对于中心对称晶体,挠曲电效应同样可以使材料产生电极化。由于对晶体结构对称性相对宽松的要求,挠曲电效应普遍存在于所有的电介质中,包括非压电材料和各向同性材料。另外,挠曲电效应具有长期稳定性,使之成为大型柔性结构长期健康监测的理想传感元件。目前基于纵向挠曲电效应设计的压力传感器主要是以单个梯形结构的挠曲电材料为元件,受压时沿高度产生应变梯度,从而由于挠曲电效应产生电荷,如专利技术专利“一种基于测量电荷的挠曲电系数直接测量装置及方法”(授权公告号CP103913643B)。但这种结构的压力传感器存在一些缺点:单个梯形结构挠曲电材料产生的电信号比较微弱,难于精确测量,同时灵敏度较低;梯形台结构会在棱角处产生压力集中,从而使测量准确性降低;材料易发生破坏,进而使传感器寿命变短。另外,目前传感器产生的电信号是由挠曲电圆台受惯性力发生变形产生,这种靠圆台自身产生的惯性力较小,从而产生的电荷较小也不易精确测量。
技术实现思路
基于以上现有挠曲电压力加传感器的不足,现设计一种基于圆台阵列的高灵敏度挠曲电加速度传感器,通过在质量块惯性力压缩作用下两层若干只敏感单元产生的应变梯度与基于挠曲电效应产生 ...
【技术保护点】
1.一种圆台阵列式挠曲电加速度传感器,其特征在于:包括底座(2)、预紧螺栓(4)、质量块(10)、两只金属电极(9)、上隔离电极板(12)、下隔离电极板(1)和p层上下叠加排布的探测面阵(13),每层探测面阵(13)包括q只水平排布的敏感单元(6),p层探测面阵(13)设置在上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)之间;探测面阵(13)的上下方均设置有石墨电极板(5),每层探测面阵(13)上方的石墨电极板(5)通过引线(7)连接导通,每层探测面阵(13)下方的石墨电极板(5)通过引线(7)连接导通,相邻层的石墨电极板(5)之间用绝缘介质(8)隔离,上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)的内层表面导电、外层表面隔离;所述的质量块(10)设置在上隔离电极板(12)的上表面,预紧螺栓(4)一端固定在质量块(10)上,另一端固定在底座(2)上,将下隔离电极板(1)压紧在底座(2)上,两只金属电极(9)分别与上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)电连通。
【技术特征摘要】
1.一种圆台阵列式挠曲电加速度传感器,其特征在于:包括底座(2)、预紧螺栓(4)、质量块(10)、两只金属电极(9)、上隔离电极板(12)、下隔离电极板(1)和p层上下叠加排布的探测面阵(13),每层探测面阵(13)包括q只水平排布的敏感单元(6),p层探测面阵(13)设置在上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)之间;探测面阵(13)的上下方均设置有石墨电极板(5),每层探测面阵(13)上方的石墨电极板(5)通过引线(7)连接导通,每层探测面阵(13)下方的石墨电极板(5)通过引线(7)连接导通,相邻层的石墨电极板(5)之间用绝缘介质(8)隔离,上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)的内层表面导电、外层表面隔离;所述的质量块(10)设置在上隔离电极板(12)的上表面,预紧螺栓(4)一端固定在质量块(10)上,另一端固定在底座(2)上,将下隔离电极板(1)压紧在底座(2)上,两只金属电极(9)分别与上隔离电极板(12)和下隔离电极板(1)电连通。2.根据权利要求1所述的一种圆台阵列式挠曲电加速度传感器,其特征在于:绝缘介质(8)为绝缘胶,将相邻层的石墨电极板(5)粘接为一体。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡涛涛,陈建勋,陈丽俊,罗彦斌,王传武,赵铎,
申请(专利权)人:长安大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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