碰撞传感器制造技术

本发明专利技术涉及传感器技术领域，提供一种碰撞传感器，包括石英音叉表芯和信号分析输出电路，信号分析输出电路包括采集模块、比较模块和输出模块，采集模块用于采集石英音叉表芯因碰撞或冲击产生的电荷量、并生成电压信号；比较模块用于将电压信号与阈值电压信号进行比较，生成比较结果；输出模块用于与载体的执行部件通信连接，输出模块能够根据比较结果生成输出信号并输出给执行部件、以使执行部件能够动作。通过具有高灵敏度性能的石英音叉表芯可实现对载体的碰撞或冲击的检测，通过信号分析输出电路控制信号的输入和输出，可实现低延迟和高测量精度的功能；采用石英音叉表芯设计的碰撞传感器体积小，结构简单，重量轻，成本低，抗冲击量级高。抗冲击量级高。抗冲击量级高。

【技术实现步骤摘要】
碰撞传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种碰撞传感器。

技术介绍

[0002]目前碰撞传感器多用于安全气囊系统和座椅安全带收紧系统中，碰撞发生时，碰撞传感器检测碰撞的强弱程度信号，并将信号传给电子控制单元(ECU)，ECU综合其它传感器的信号，以确定是否引爆气囊点火器和安全带收紧点火器。
[0003]现有的碰撞传感器可按其用途和结构分类，按用途可分为输出信号传感器和碰撞防护传感器两种类型；按结构分为机电结合式、水银开关式和电子式三种类型。机电结合式是利用部件的机械运动控制电器触点断合，进而控制电路的通断，当前常用的机电结合式碰撞传感器多为滚球式碰撞传感器、滚轴式碰撞传感器和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器分为电阻效应式和压电效应式两种。
[0004]滚球式碰撞传感器又称偏压磁铁式碰撞传感器。滚球式碰撞传感器的2个触点固定不动，并分别与传感器的引线端子连接。磁铁为永久磁铁，铁质滚球用来感测惯性力或减速度的大小，可在导缸内滑动或滚动。壳体上印制有箭头标记，安装时必须按使用说明书规定方向进行安装。当传感器处于静止状态时，在永久磁铁的磁力作用下，导缸内的滚球被磁铁吸住，2个触点未被连通；当汽车遭受碰撞，使滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时，惯性力与磁力的合力就会使滚球沿着导缸向触点运动，将2个触点接通，从而接通气囊控制单元的搭铁回路。
[0005]电阻式碰撞传感器主要由电阻应变计、电子电路、振动块、缓冲介质和壳体等组成。电阻应变计的多个电阻设置在一片硅膜片上，应变电阻的阻值随膜片变形而相应发生变化。发生碰撞时，该传感器里的振动块振动，硅膜片上的应变电阻阻值随之变化，经信号处理与放大电路处理后，输出的信号电压。不同强度的碰撞产生相应强弱的电压信号，安全气囊电脑根据电压信号的强弱来判断碰撞激烈的程度。如果产生的信号电压超过设定值，则该传感器开启，安全气囊电脑据此并综合其它开关情况，来决定是否引爆点火剂。
[0006]基于压电陶瓷片的碰撞传感器的机械部分是一个质量
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弹簧系统，垂直方向就是传感器的敏感轴方向，当安装了传感器的汽车在敏感轴方向受到振动时，敏感质量就感受到车体的加速度，并把这一加速度转换为作用在压电陶瓷片上的惯性力，然后通过压电陶瓷片实现力
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电转换，其输出电荷量与传感器所受力成正比。将产生的电荷经电路转换并放大为电压，这样就实现了对碰撞加速度的实时测量。
[0007]但是，当前的机电结合式碰撞传感器在材料选择方面要求高，导缸内壁必须要光滑、耐磨，导缸要选择非磁性材料，并且不能是阻磁材料，滚球是导磁材料；当碰撞气囊点爆后，碰撞传感器不能继续使用，需更换新器件，成本较高；传感器的敏感轴向单一，有安装位置和安装角度要求；获得的冲击加速度信号稳定性有待提高，微小的碰撞就有可能引起触发；此碰撞传感器体积大，不能满足当前小型化的需求；
[0008]虽然电阻应变计式碰撞传感器可直接输出电压信号，无需复杂的电路接口，但是
温度漂移较大，检测时温度变化会引起电阻变化，从而产生附加的应变电阻，降低了测量精度；另外对安装和其它的应力也很敏感，而且使用温度范围有限；
[0009]基于压电陶瓷片的碰撞传感器成本高，内部结构较为复杂，任何一个零件松动或是安装有误都将影响测量精度。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种碰撞传感器，用以解决现有技术中碰撞传感器成本高、体积大不能满足小型化需求、测量精度低或结构复杂的缺陷。
[0011]本专利技术提供一种碰撞传感器，包括：
[0012]石英音叉表芯，用于检测载体受到的碰撞或冲击；
[0013]信号分析输出电路，包括采集模块、比较模块和输出模块，所述采集模块用于采集所述石英音叉表芯因碰撞或冲击产生的电荷量、并生成电压信号；所述比较模块用于将所述电压信号与阈值电压信号进行比较，生成比较结果；所述输出模块用于与载体的执行部件通信连接，所述输出模块能够根据比较结果生成输出信号并输出给所述执行部件、以使所述执行部件能够动作。
[0014]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述石英音叉表芯包括：
[0015]石英音叉，包括检测叉指，所述检测叉指用于检测所述载体受到的碰撞或冲击，且所述检测叉指上设置有电极；
[0016]封装外壳，所述石英音叉位于所述封装外壳内，且所述电极通过金属引线与所述信号分析输出电路电连接。
[0017]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述石英音叉包括：
[0018]第一检测叉指，所述第一检测叉指上设置有第一电极，所述第一检测叉指用于检测第一方向上的碰撞或冲击；
[0019]第二检测叉指，所述第二检测叉指上设置有第二电极，所述第二检测叉指用于检测第二方向上的碰撞或冲击；
[0020]固定部，第一检测叉指和所述第二检测叉指均与所述固定部连接，所述固定部与所述封装外壳连接；
[0021]其中，所述第一检测叉指和所述第二检测叉指之间留有间隙，且所述第一电极和所述第二电极分别通过金属引线与所述信号分析输出电路电连接。
[0022]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述信号分析输出电路包括：
[0023]第一采集模块，所述第一电极与所述第一采集模块通过所述金属引线电连接，所述第一采集模块用于采集所述第一电极产生的电荷量、形成第一电压信号；
[0024]第一比较模块，用于将所述第一电压信号与所述阈值电压信号进行比较，生成第一比较结果；
[0025]第二采集模块，所述第二电极与所述第二采集模块通过所述金属引线电连接，所述第二采集模块用于采集所述第二电极产生的电荷量、形成第二电压信号；
[0026]第二比较模块，用于将所述第二电压信号与所述阈值电压信号进行比较，生成第二比较结果；
[0027]其中，所述输出模块能够根据所述第一比较结果生成第一输出信号并输出给所述
执行部件；或，所述输出模块能够根据所述第二比较结果生成第二输出信号并输出给所述执行部件。
[0028]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述第一比较模块和所述第二比较模块互锁。
[0029]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述第一采集模块包括：
[0030]第一电荷拾取模块，用于采集所述第一电极产生的电荷量、并形成第一初始信号；
[0031]第一电压增益模块，用于将所述第一初始信号放大为所述第一电压信号；
[0032]所述第二采集模块包括：
[0033]第二电荷拾取模块，用于采集所述第二电极产生的电荷量、并形成第二初始信号；
[0034]第二电压增益模块，用于将所述第二初始信号放大为所述第二电压信号。
[0035]根据本专利技术提供的一种碰撞传感器，所述信号分析输出电路还包括：
[0036]电源转换模块，用于将工作电压分别转换为所述采集模块、所述比较模块和所述输出模块所需的供电电压，所述电源转换模块分别与所述采集模块、所述比较模块和所述输出模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碰撞传感器，其特征在于，包括：石英音叉表芯，用于检测载体受到的碰撞或冲击；信号分析输出电路，包括采集模块、比较模块和输出模块，所述采集模块用于采集所述石英音叉表芯因碰撞或冲击产生的电荷量、并生成电压信号；所述比较模块用于将所述电压信号与阈值电压信号进行比较，生成比较结果；所述输出模块用于与载体的执行部件通信连接，所述输出模块能够根据比较结果生成输出信号并输出给所述执行部件、以使所述执行部件能够动作。2.根据权利要求1所述的碰撞传感器，其特征在于，所述石英音叉表芯包括：石英音叉，包括检测叉指，所述检测叉指用于检测所述载体受到的碰撞或冲击，且所述检测叉指上设置有电极；封装外壳，所述石英音叉位于所述封装外壳内，且所述电极通过金属引线与所述信号分析输出电路电连接。3.根据权利要求2所述的碰撞传感器，其特征在于，所述石英音叉包括：第一检测叉指，所述第一检测叉指上设置有第一电极，所述第一检测叉指用于检测第一方向上的碰撞或冲击；第二检测叉指，所述第二检测叉指上设置有第二电极，所述第二检测叉指用于检测第二方向上的碰撞或冲击；固定部，第一检测叉指和所述第二检测叉指均与所述固定部连接，所述固定部与所述封装外壳连接；其中，所述第一检测叉指和所述第二检测叉指之间留有间隙，且所述第一电极和所述第二电极分别通过金属引线与所述信号分析输出电路电连接。4.根据权利要求3所述的碰撞传感器，其特征在于，所述信号分析输出电路包括：第一采集模块，所述第一电极与所述第一采集模块通过所述金属引线电连接，所述第一采集模块用于采集所述第一电极产生的电荷量、形成第一电压信号；第一比较模块，用于将所述第一电压信号与所述阈值电压信号进行比较，生成第一比较结果；第二采集模块，所述第二电极与所述第二采集模块通过所述金属引线电连接，所述第二采集模块用于采集所述第二电极产生的电荷量、形成第二电压信号；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈生振，李娜，廖兴才，王森，
申请(专利权)人：北京晨晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：