多轴纸基加速度传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种制备工艺简单、可靠性高、绿色环保以及低成本的多轴纸基加速度传感器，包括单轴纸基加速度传感器和纸基制成的安装载体；所述单轴纸基加速度传感器配置有至少两个，各所述单轴纸基加速度传感器各自独立运行；所述安装载体上配置有两轴安装部或三轴安装部，两个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述两轴安装部上；或三个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述三轴安装部上。本实用新型专利技术的多轴纸基加速度传感器，利用纸基易折叠变形的特点，能够降低制备工艺的难度，以及纸基的环保特性，相较于传统的硅基加速度传感器不影响其灵敏度的前提下降低了成本，同时不会对环境造成污染，绿色环保。

Multi-axis paper-based acceleration sensor

【技术实现步骤摘要】
多轴纸基加速度传感器
本技术涉及传感器
，具体涉及一种多轴纸基加速度传感器。
技术介绍
加速度传感器是一种能够测量周围环境发生加速度变化的高灵敏度器件，也是汽车安全、智能产品、GPS导航以及航空等应用领域中重要部分。其主要以硅为基材，由质量块、弹性元件、阻尼器、敏感元件和适调电路等部分组成，将加速度信号转变为相应的电信号，可应用于多方向加速度大小的测量。但目前其需要通过光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀以及化学机械抛光等，甚至还采用微加工制造技术。加速度传感器的传统加工工艺过于复杂，如果加工过程中某个环节发生错误，往往造成所制备加速度传感器的灵敏度不高，甚至不能使用。同时，传统加速度传感器在制备过程中会对环境带来污染，并且昂贵的硅片基材也增加了其制造陈本，这些都造成了传统加速度传感器的可靠性不足以及成本增加。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、可靠性高、绿色环保以及低成本的多轴纸基加速度传感器。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种多轴纸基加速度传感器，包括单轴纸基加速度传感器和纸基制成的安装载体；所述单轴纸基加速度传感器配置有至少两个，各所述单轴纸基加速度传感器各自独立运行；所述安装载体上配置有两轴安装部或三轴安装部，两个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述两轴安装部上；或三个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述三轴安装部上。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述单轴纸基加速度传感器包括纸基载体、配置在纸基载体上的感应部，以及与所述感应部电性连接的信号输出部；所述感应部具有质量块和碳膜电阻，作用在所述质量块上的力经所述碳膜电阻转换成电信号，所述信号输出部将碳膜电阻转换输出的电信号输出至外部测量仪器。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述单轴纸基加速度传感器还包括信号转接部，所述信号转接部配置在纸基载体上，所述信号转接部电性连接碳膜电阻和信号输出部；所述信号转接部将碳膜电阻转换输出的电信号传输至信号输出部。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述信号转接部包括涂覆在纸基载体上的导电线，所述导电线的一端连接碳膜电阻，其另一端连接信号输出部；所述导电线的材料为导电胶带、金属薄膜、导电银浆或导电碳浆。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述单轴纸基加速度传感器还包括固定部，所述单轴纸基加速度传感器通过其固定部安装在所述安装载体的两轴安装部或三轴安装部上。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述碳膜电阻为涂覆在所述纸基载体上的碳膜，所述碳膜为“U”字形结构。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述碳膜的材料为石墨、石墨烯或碳纳米管。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述安装载体上还设有输出通孔，所述输出通孔配置在与两轴安装部或三轴安装部相邻位置的平面上；各所述单轴纸基加速度传感器的信号输出部均通过所述输出通孔连接外部测量仪器。为了解决上述技术问题，本技术还提供了一种多轴纸基加速度传感器的制备方法，包括，基于裁切、冲压或者激光切割工艺制成纸基安装载体；基于裁切、冲压或者激光切割工艺制成纸基载体，在所述纸基载体上制备单轴纸基加速度传感器；取两个单轴纸基加速度传感器固定在纸基安装载体上；或者取三个单轴纸基加速度传感器固定在纸基安装载体上。本技术一个较佳实施例中，进一步包括制备单轴纸基加速度传感器的步骤包括，在所述纸基载体上形成碳膜电阻和质量块，在纸基载体上形成信号转接部，在输出固定块上形成信号输出部，所述碳膜电阻通过信号转接部电性连接信号输出部。本技术的有益效果：其一、本技术的多轴纸基加速度传感器，由两个或者三个方向上的单轴纸基加速度传感器分别安装在纸基安装载体的两个或者三个相邻的平面上，形成两轴纸基加速度传感器(X轴和Y轴，或者X轴和Z轴，或者Y轴和Z轴)或三轴纸基加速度传感器(X轴、Y轴和Z轴)，该加速度传感器利用纸基易折叠变形的特点，能够降低制备工艺的难度，以及纸基的环保特性，相较于传统的硅基加速度传感器不影响其灵敏度的前提下降低了成本，同时不会对环境造成污染，绿色环保。附图说明图1是本技术优选实施例中多轴纸基加速度传感器的结构示意图；图2是图1所示多轴纸基加速度传感器的工作原理图；图3是本技术优选实施例中单轴纸基加速度传感器的结构示意图；图4是本技术优选实施例中纸基安装载体的平铺结构示意图。图中标号说明：2-安装载体，4-单轴纸基加速度传感器，6-开口槽，8-纸基载体，10-信号输出部，12-质量块，14-碳膜电阻，16-信号转接部，18-固定部，20-输出通孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。实施例如图1～4所示，本实施例公开一种多轴纸基加速度传感器，包括单轴纸基加速度传感器4和纸基制成的安装载体2。上述安装载体2基于裁切、冲压或者激光切割工艺制成，本实施例技术方案中，优选使用低功率激光切割机切割，预先设计安装载体2的形状，以纸板为基材切割获得如图4所示的形状。理论上，所有类型、品种的纸均可用作安装载体2的基材，但，在所有品种的纸中，选用白卡纸制成的安装载体2性能最优，包括加速度传感器的灵敏度和精度，以及可靠性等。本申请的多轴纸基加速度传感器最多的适用于两轴纸基加速度传感器(X轴和Y轴，或者X轴和Z轴，或者Y轴和Z轴)和三轴纸基加速度传感器(X轴、Y轴和Z轴)，裁切出来的安装载体2折叠成正六边形结构(包括正方体和长方体结构)。如图2所示对应三轴纸基加速度传感器，取三个结构相同的单轴纸基加速度传感器分别安装在安装载体2的三个面上。对应二轴纸基加速度传感器，取二个结构相同的单轴纸基加速度传感器分别安装在安装载体2的二个面上。比如，对应X轴和Y轴纸基加速度传感器，两个单轴纸基加速度传感器分别固定在如图2所示安装载体的FX施力面和FY施力面，以此类推，两个单轴纸基加速度传感器安装在不同的两个面可以形成不同的两轴纸基加速度传感器。为了便于安装单轴纸基加速度传感器，上述安装载体2在裁切成型时一体加工两轴安装部或者三轴安装部，对应两轴纸基加速度传感器，加工两轴安装部；对应三轴纸基加速度传感器加工三轴安装部。本实施例技术方案中，两轴安装部为分别开设在安装载体2两个面上的两个开口槽6，三轴安装部为分别开设在安装载体2三个面上的三个开口槽6，开口槽的尺寸和形状与单轴纸基加速度传感器相同。作为本技术的进一步改进，如图3所示，上述单轴纸基加速度传感器4包括纸基载体8、配置在纸基载体8上的感应部，以及与上述感应部电性连接的信号输出部10；上述感应部具有质量块12和碳膜电阻14，作用在上述质量块12上的力经上述碳膜电阻14转换成电信号，上述信号输出部10将碳膜电阻14转换输出的电信号输出至外部测量仪器。本实施例技术方案中，上述纸基载体8基于裁切、冲压或者激光切割工艺制成，优选使用低功率激光切割机切割，以纸板为基材切割获得纸基载体8。理论上，所有类型、品种的纸均可用作纸基载体8的基材，但，在所有品种的纸中，选用白卡纸制成的纸基载体8性能最优，包括加速度传感器的灵敏度和精度，以及可靠性等。上述质量块12基于裁切、冲压或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴纸基加速度传感器，其特征在于：包括单轴纸基加速度传感器和纸基制成的安装载体；所述单轴纸基加速度传感器配置有至少两个，各所述单轴纸基加速度传感器各自独立运行；所述安装载体上配置有两轴安装部或三轴安装部，两个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述两轴安装部上；或三个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述三轴安装部上。

【技术特征摘要】
1.一种多轴纸基加速度传感器，其特征在于：包括单轴纸基加速度传感器和纸基制成的安装载体；所述单轴纸基加速度传感器配置有至少两个，各所述单轴纸基加速度传感器各自独立运行；所述安装载体上配置有两轴安装部或三轴安装部，两个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述两轴安装部上；或三个所述单轴纸基加速度传感器固定在所述三轴安装部上。2.如权利要求1所述的多轴纸基加速度传感器，其特征在于：所述单轴纸基加速度传感器包括纸基载体、配置在纸基载体上的感应部，以及与所述感应部电性连接的信号输出部；所述感应部具有质量块和碳膜电阻，作用在所述质量块上的力经所述碳膜电阻转换成电信号，所述信号输出部将碳膜电阻转换输出的电信号输出至外部测量仪器。3.如权利要求2所述的多轴纸基加速度传感器，其特征在于：所述单轴纸基加速度传感器还包括信号转接部，所述信号转接部配置在纸基载体上，所述信号转接部电性连接碳膜电阻和信号输出部；所述信号转接部将碳膜电阻转换输出的电信号传输至信号输...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟荣安，马海波，刘新宇，汝长海，孙钰，
申请(专利权)人：江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32