一种压电式剪切型复合传感器及其低频调节电路制造技术

本实用新型专利技术一种压电式剪切型复合传感器，包含有外壳体和安装于外壳体内的芯体，所述芯体包含有陶瓷基座、压电陶瓷、质量块、内屏蔽罩和电路板，陶瓷基座的支撑柱上套装有环状结构的压电陶瓷，且压电陶瓷外套装有质量块，所述陶瓷基座和压电陶瓷之间、以及压电陶瓷和质量块之间通过导电胶粘结构成一子组件，且子组件和电路板同设置于内屏蔽罩内，压电陶瓷和质量块分别通过导线连接至电路板上，电路板上的输出端通过导线连接至构成外壳体的连接器上。本实用新型专利技术一种压电式剪切型复合传感器，装配方便且具有低频响应能力。便且具有低频响应能力。便且具有低频响应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种压电式剪切型复合传感器及其低频调节电路


[0001]本技术涉及一种压电式剪切型传感器及其低频调节电路，属于传感器


技术介绍

[0002]目前，压电类传感器是旋转机械振动状态监测的主要传感器，国内压电类的振动传感器的频率响应特性，一般从1Hz~10KHz，无法达到0.5Hz左右的电路低频响应能力；且常规的复合传感器从结构上讲结构复杂、装配效率低下。为此，亟需一种能够解决上述问题的压电式剪切型复合传感器。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服上述不足，提供一种装配方便且具有低频响应能力的压电式剪切型复合传感器及其低频调节电路
[0004]本技术的目的是这样实现的：
[0005]一种压电式剪切型复合传感器，包含有外壳体和安装于外壳体内的芯体，所述芯体包含有陶瓷基座、压电陶瓷、质量块、内屏蔽罩和电路板，陶瓷基座的支撑柱上套装有环状结构的压电陶瓷，且压电陶瓷外套装有质量块，所述陶瓷基座和压电陶瓷之间、以及压电陶瓷和质量块之间通过导电胶粘结构成一子组件，且子组件和电路板同设置于内屏蔽罩内，压电陶瓷和质量块分别通过导线连接至电路板上，电路板上的输出端通过导线连接至构成外壳体的连接器上。
[0006]优选的，所述外壳体包含有传感器外壳，芯体固定安装于传感器外壳内，传感器外壳顶部安装有连接器，传感器外壳的底部安装于传感器底座上。
[0007]优选的，温度敏感元件安装于传感器底座内，且温度敏感元件通过导线连接至连接器。
[0008]一种压电式剪切型复合传感器低频调节电路，其特征在于：低频调节电路包含有电荷放大器、低通滤波器、阻抗变换器和稳压电路，压电陶瓷产生的信号依次经电荷放大器、低通滤波器、阻抗变换器和稳压电路对外输出，且低通滤波器具有0.5Hz以下的频率响应特性。
[0009]优选的，所述电荷放大器包含有电容一、电容二和电阻一，信号经电容一连接至运算放大器一的反相输入端，电容二和电阻一相互并联后连接于运算放大器一的输出端和反相输入端之间；且运算放大器一的正电源端连接至正极输出端，运算放大器一的负电源端接地。
[0010]优选的，所述低通滤波器为二阶压控低通滤波器，包含有电阻二、电阻三、电阻四、电阻八、电容三和电容四，运算放大器一的输入端经电阻二和电阻八后连接至运算放大器二的正相输入端，且运算放大器二的正相输入端经电容三接地，且运算放大器二的正相输入端经电阻八和电容四后连接至运算放大器二的输出端，且运算放大器二的输出端经电阻
三后接入运算放大器二的反相输入端，该运算放大器二的反相输入端经电阻四接地。
[0011]优选的，所述阻抗变换器包含有电阻五、电阻六和三极管，运算放大器二的输出端经电阻六连接至三极管的基极，三极管的发射极经电阻五连接至正极输出端，三极管的集电极连接至负极输出端，且负极输出端接地；
[0012]所述稳压电路包含有电阻七和稳压二极管，稳压二极管的正极的连接至负极输出端，稳压二极管的负极经电阻七连接至正极输出端，且稳压二极管的负极连接至运算放大器一的正相输入端。
[0013]优选的，所述正极输出端和负极输出端之间连接有电容五作为输出滤波电容。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]本技术结构设计合理、装配简单，通过子组件和芯体的独立加工，可实现流水线作业方式，将加工好的芯体装配于传感器外壳内，从而极大的提高了加工效率。同时，通过增加低通滤波器后，通过调节参数值，能够使得传感器获得0.5Hz以下的电路低频响应能力，提高了传感器的适用范围，有助于实现全国产化。
附图说明
[0016]图1为本技术一种压电式剪切型复合传感器的剖视图。
[0017]图2为本技术的图1的俯视图（导线一、导线二、导线三和导线四的引出插针结构）。
[0018]图3为本技术一种压电式剪切型复合传感器的低频调节电路的电路图。
[0019]其中：
[0020]陶瓷基座1、压电陶瓷2、质量块3、内屏蔽罩4、电路板5、传感器外壳6、连接器7、传感器底座8、温度敏感元件9；
[0021]导线一
①
、导线二
②
、导线三
③
、导线四
④
；
[0022]电容一C1、电容二C2、电容三C3、电容四C4、电容五C5；
[0023]电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8；
[0024]运算放大器一IC1A、运算放大器二IC1B；
[0025]稳压二极管D1；
[0026]运算放大器一IC1A、运算放大器二IC1B为双通道运算放大器。
[0027]正极输出端OUTPUT+、负极输出端OUTPUT
‑
。
具体实施方式
[0028]参见图1和图2，本技术涉及的一种压电式剪切型复合传感器，包含有压电式剪切型结构、低频调节电路、温度敏感元件9三部分。
[0029]剪切型结构由陶瓷基座1、压电陶瓷2、质量块3、内屏蔽罩4、电路板5、传感器外壳6、连接器7和传感器底座8构成。
[0030]具体的讲：
[0031]陶瓷基座1，陶瓷基座1的上表面凸起设置有支撑柱，且陶瓷基座1采用合金钢材质，增加传感器的整体结构刚度。
[0032]压电陶瓷2，压电陶瓷2加工成圆环结构，根据压电陶瓷的压电效应，极化方向为Z轴方向；将圆环状结构的压电陶瓷2内壁涂上一层导电胶，同时在陶瓷基座1的支撑柱表面也涂上一层导电胶，将压电陶瓷2套装在陶瓷基座1的支撑柱上，并利用工装进行固定。
[0033]质量块3为一筒状结构，待陶瓷基座1和压电陶瓷2的支撑柱之间的导电胶完全固化后，在压电陶瓷2的外表面及质量块3的内壁均涂上一层导电胶，将质量块3套在压电陶瓷2的外表面上，并利用工装固定；且导电胶的剪切力需满足足够强度，确保在极限振动（
±
5000g）下，压电陶瓷2与陶瓷基座1不断裂。
[0034]上述完全固化的陶瓷基座1、压电陶瓷2和质量块3组成一个子组件（以下简称子组件），在陶瓷基座1的支撑柱上，焊接一根导线作为电路板5的输入负极；在质量块3外表面焊接一根导线作为电路板5的输入正极。
[0035]内屏蔽罩4，子组件完成后，套上内屏蔽罩4，同时将电路板5固定在内屏蔽罩4中，电路板上引出两根信号线（导线三
③
和导线四
④
）至连接器7。
[0036]上述陶瓷基座1、压电陶瓷2、质量块3、内屏蔽罩4和电路板5构成传感器的芯体。
[0037]温度敏感元件9，温度敏感元件9装入传感器底座8内，温度敏感元件9引出两根导线（导线一
①
和导线二
②
）至连接器7上。
[0038]上述芯体装入传感器外壳6后，传感器外壳6的两端连接连接器7和传感器底座8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电式剪切型复合传感器，包含有外壳体和安装于外壳体内的芯体，其特征在于：所述芯体包含有陶瓷基座（1）、压电陶瓷（2）、质量块（3）、内屏蔽罩（4）和电路板（5），陶瓷基座（1）的支撑柱上套装有环状结构的压电陶瓷（2），且压电陶瓷（2）外套装有质量块（3），所述陶瓷基座（1）和压电陶瓷（2）之间、以及压电陶瓷（2）和质量块（3）之间通过导电胶粘结构成一子组件，且子组件和电路板（5）一同设置于内屏蔽罩（4）内，压电陶瓷（2）和质量块（3）分别通过导线连接至电路板（5）上，电路板（5）上的输出端通过导线连接至构成外壳体的连接器（7）上。2.根据权利要求1所述一种压电式剪切型复合传感器，其特征在于：所述外壳体包含有传感器外壳（6），芯体固定安装于传感器外壳（6）内，传感器外壳（6）顶部安装有连接器（7），传感器外壳（6）的底部安装于传感器底座（8）上。3.根据权利要求2所述一种压电式剪切型复合传感器，其特征在于：温度敏感元件（9）安装于传感器底座（8）内，且温度敏感元件（9）通过导线连接至连接器（7）。4.一种压电式剪切型复合传感器低频调节电路，其特征在于：低频调节电路包含有电荷放大器、低通滤波器、阻抗变换器和稳压电路，压电陶瓷产生的信号依次经电荷放大器、低通滤波器、阻抗变换器和稳压电路对外输出，且低通滤波器具有0.5Hz以下的频率响应特性。5.根据权利要求4所述一种压电式剪切型复合传感器低频调节电路，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏惠兴，华洪斌，姚伟，杜智慧，朱斌，
申请(专利权)人：江苏江凌测控科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：