一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器制造技术

本发明专利技术涉及水平姿态传感器领域，尤其是涉及一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器。该水平姿态传感器包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接。本发明专利技术对应的六电极石英力敏元件，每个力敏元件经组合可得到15个差频信号，将此15个差频信号进行叠加求和，得到的力频转换系数可达n×10

【技术实现步骤摘要】
一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器
本专利技术涉及水平姿态传感器领域，尤其是涉及一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器。
技术介绍
现有的石英姿态传感器常用两个独立的单基片单电极且温度特性基本相同的石英谐振器采用差频的形式来消除温度等因素的干扰。但两个独立的谐振器因晶体基片不同(晶片取自于不同的位置、加工工艺差异、局域缺陷等)，经差频处理得到的差频信号中温度特性及其它材料因素的干扰仍然存在，这些干扰因素已成为这类传感器在高精度应用领域的瓶颈问题，亟待解决。为解决目前石英姿态传感器应用过程中，输出信号受温度及材料因素的干扰问题，同时通过信号叠加处理，提高传感器的力频转换系数或姿态检测灵敏度等；本申请的技术方案应运而生。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其将同一基片上的多个谐振频率信号先进行彼此差频，再将多个差频信号再进行叠加求和，则在抑制温度等干扰因素影响的同时，并可提高整个石英基片对应的谐振器的力频敏感特性，即通过叠加求和方式可提高对应的石英敏感元件的力频转换系数。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接；所述底座固定安装在所述托盘上，所述过载防护架罩在所述敏感质量块、敏感元件以及底座上之后与所述托盘螺接；所述托盘固定安装在所述基座上，托盘下方的基座内设置有凹槽，所述电路板固定在所述凹槽内；所述外壳罩在所述敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘以及过载防护架上之后与所述基座固定连接；所述六电极石英敏感元件与所述电路板电连接，所述基座上设置有信号插座，所述信号插座与所述电路板电连接。作为一种进一步的技术方案，所述六电极石英敏感元件的石英晶体基片的半径为7.5mm，厚度为0.079mm，六对谐振器电极均匀分布于半径为4.2mm的圆周上；4.2mm的圆周与石英晶体基片同心。作为一种进一步的技术方案，所述谐振器电极的半径为1mm，谐振器电极的引线宽为0.5mm，引线通过连接线及过渡连线与所述电路板中对应的激励电路电连接。作为一种进一步的技术方案，所述六电极石英敏感元件与所述敏感质量块和所述底座之间均通过环氧树脂粘接连接。作为一种进一步的技术方案，所述过载防护架与所述托盘螺接后，通过过载防护架四周的若干个紧定螺钉进行锁定。作为一种进一步的技术方案，所述底座与所述托盘通过左右各一个底座固定螺钉实现固定连接；底座与托盘之间设置有防震垫。作为一种进一步的技术方案，所述过载防护架的周向设置有若干个水平限位螺钉，其顶部设置有垂直限位螺钉。作为一种进一步的技术方案，所述托盘通过托盘固定螺钉与所述基座固定连接，所述电路板通过电路板固定螺钉固定在所述凹槽内。作为一种进一步的技术方案，所述电路板上设置有激励电路、差频及整形电路、差频锁相及求和电路以及补偿及输出电路。作为一种进一步的技术方案，所述基座与所述外壳通过外壳固定螺钉进行固定，二者之间设置有外壳密封圈。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术对应的六电极石英力敏元件，每个力敏元件经组合可得到15个差频信号，将此15个差频信号进行叠加求和，得到的力频转换系数可达n×103Hz/N的量级。本专利技术中，两个敏感元件同时工作，若将两个敏感元件的差频信号再叠加，则最终的力频转换系数可达2n×103Hz/N的量级。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器的剖面结构示意图；图2是本专利技术实施例中使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器的仰视图；图3是本专利技术实施例中使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器的俯视图；图4是本专利技术实施例中敏感元件、敏感质量块以及底座连接状态的侧视图；图5是本专利技术实施例中六电极石英敏感元件的结构示意图；图6是本专利技术实施例中使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器的电路原理框图。图中，1-信号插座；2-基座；3-外壳密封圈；4-外壳；5-外壳固定螺钉；6-过载防护架；7-水平限位螺钉；8-垂直限位螺钉；9-敏感质量块；10-六电极石英敏感元件；11-底座；12-防震垫；13-底座固定螺钉；14-托盘；15-紧定螺钉；16-托盘固定螺钉；17-电路板；18-电路板固定螺钉；19-基座安装螺孔。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。结合图1至图6所示，本实施例提供一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，包括：敏感元件、电路板17、敏感质量块9、底座11、托盘14、过载防护架6、基座2以及外壳4；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件10构成，两片所述六电极石英敏感元件(10(A)、10(B))前后平行设置，二者的底部均与所述底座11固定连接，顶部均与所述敏感质量块9固定连接；所述底座11固定安装在所述托盘14上，所述过载防护架6罩在所述敏感质量块9、敏感元件以及底座11上之后与所述托盘14螺接；所述托盘14固定安装在所述基座2上，托盘14下方的基座2内设置有凹槽，所述电路板17固定在所述凹槽内；所述外壳4罩在所述敏感元件、电路板17、敏感质量块9、底座11、托盘14以及过载防护架6上之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其特征在于，包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接；所述底座固定安装在所述托盘上，所述过载防护架罩在所述敏感质量块、敏感元件以及底座上之后与所述托盘螺接；所述托盘固定安装在所述基座上，托盘下方的基座内设置有凹槽，所述电路板固定在所述凹槽内；所述外壳罩在所述敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘以及过载防护架上之后与所述基座固定连接；所述六电极石英敏感元件与所述电路板电连接，所述基座上设置有信号插座，所述信号插座与所述电路板电连接。

【技术特征摘要】
1.一种使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其特征在于，包括：敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘、过载防护架、基座以及外壳；其中，所述敏感元件由两片六电极石英敏感元件构成，两片所述六电极石英敏感元件前后平行设置，二者的底部均与所述底座固定连接，顶部均与所述敏感质量块固定连接；所述底座固定安装在所述托盘上，所述过载防护架罩在所述敏感质量块、敏感元件以及底座上之后与所述托盘螺接；所述托盘固定安装在所述基座上，托盘下方的基座内设置有凹槽，所述电路板固定在所述凹槽内；所述外壳罩在所述敏感元件、电路板、敏感质量块、底座、托盘以及过载防护架上之后与所述基座固定连接；所述六电极石英敏感元件与所述电路板电连接，所述基座上设置有信号插座，所述信号插座与所述电路板电连接。2.根据权利要求1所述的使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其特征在于，所述六电极石英敏感元件的石英晶体基片的半径为7.5mm，厚度为0.079mm，六对谐振器电极均匀分布于半径为4.2mm的圆周上；4.2mm的圆周与石英晶体基片同心。3.根据权利要求2所述的使用石英力敏谐振器作敏感元件的水平姿态传感器，其特征在于，所述谐振器电极的半径为1mm，谐振器电极的引线宽为0.5mm，引线通过连接线及过渡连线与所述电路板中对应的激励电路电连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文杰，陈福彬，朴林华，佟盟，田子敬，刘迪，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11