CN101162182B - 一种磁性安装的振动冲击传感器 - Google Patents

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Abstract

一种磁性安装的振动冲击传感器,包括壳体、永久磁钢、逆磁隔离环、底座、压电组件、信号调理器,其中的壳体与底座紧密配合组装经焊接组成上部安置压电组件及信号调理器的密封安装空间及底座内的永久磁钢安装空间;所述压电组件含绝缘片,上、下引电片,上、下压电陶瓷,正、负引电片,质量块,由螺钉将压电组件连接到底座上;在压电组件上的一支架安置信号调理器;由铁磁材料制造的底座的底孔中先压入外圆涂有胶的逆磁隔离环,并在底孔中孔压入具有高平行度、光洁度、平面度的永久磁钢,并配有薄层高强度、高硬度快干胶填充配合,所述逆磁隔离环内圆面开有多条均布的小沟并依靠胶牢固连接磁钢与隔离环;同时配置依据需要配置的各类电子传感电路组成磁性安装的振动冲击传感器。

Description

一种磁性安装的振动冲击传感器
技术领域:
本发明涉及一种振动冲击传感器,特别是一种磁性安装的振动冲击传感器,属于设备故障诊断技术范畴,主要用于需要长期可靠检测振动、冲击等参数进行故障诊断而又不能在机器上打孔安装传感器的场合。
背景技术:
现有技术已有用磁铁与现有传感器通过螺栓组装再将磁铁吸合在机器的钢铁材料上进行检测的振动传感器,也有直接将现有传感器用快干胶贴装在机器上的检测方案。其缺点在于用单个螺栓连接现有传感器和磁铁的方案很容易发生连接松动失效,特别是磁铁与传感器之间的组合接触面因为接触不良和压合不紧而很难接收高频振动与冲击,被传统规范规定为只能用于检测加速度很小的低频振动;而胶合安装方式则因为传感器与机器之间填充胶液后很难通过长时间施加压力挤出多余的胶并等待干固而形成很厚的甚至是酥松的胶隔离层,影响振动冲击的传递和长期可靠性,也被传统规范规定为只能用于短时间检测加速度很小的低频振动。
发明内容:
本发明是以如下方式实现的:
一种磁性安装的振动冲击传感器,包括壳体8、固线座9和电缆10,永久磁钢1、逆磁隔离环2、底座3、压电组件5、信号调理器6及连接用螺钉4,其特征在于:
A、所述的壳体8与底座3紧密配合组装、并经焊接组成上部的压电组件及信号调理器6的上部密封安装空间,以及下开口的位于底座内的永久磁钢安装空间;
B、所述的压电组件5含有从下到上依次叠置的绝缘片5-1、下引电片5-2、下压电陶瓷5-3、负引电片5-4、中绝缘片5-5、正引电片5-6、上压电陶瓷5-7、上引电片5-8、上绝缘片5-9、质量块5-10,并经带绝缘套管5-11的螺钉4将压电组件5连接到底座3上,同时,在压电组件5上经一支架3-1安置信号调理器6;
C、所述的底座3由铁磁材料制造,该底座3的底孔中先压入外圆涂有胶的逆磁隔离环2,再在2的中孔压入永久磁钢1,永久磁钢上端面与底座3的下孔上端面以高平行度、光洁度、平面度配合,并配有薄层高强度、高硬度快干胶填充配合,所述逆磁隔离环2内圆面开有多条均布的小沟并依靠胶牢固连接永久磁钢1与隔离环2。
所述底座3将永久磁钢1上端的N极或S极引导到下端面圆周,与永久磁钢下端的S极或N极形成传感器的环状磁场,为了防止机器表面的平面度不足,在主体传感器的安装端面涂抹微量的硅油,在吸合后擦除挤出到传感器周边的硅油,再在传感器底部周边与机器之间涂抹高强度胶。
所述压电组件5中的各压电陶瓷输出的电荷信号经过下引电片5-2、负引电片5-4、正引电片5-6、上引电片5-8和对应的引线5-12连接到信号调理器6,经过信号调理器处理后,接到输出电缆10中对应的信号线输出。
其特征还在于:为了同时检测机器表面的温度,在底座3上开有斜孔,在传感器的永久磁钢中心沿轴向开通孔,并在该通孔下方紧靠传感器的吸合面胶合安装温度敏感器件11,其电源和信号引线经过永久磁钢中心孔和底座的斜孔接到调理器6,直接或经过信号调理器处理后再接到输出电缆10中对应的线输出。
根据以上技术方案提出的这种磁性安装的振动冲击传感器,由于采用比较合理的机械连接及加固结构,同时又提供了多种适应于各种环境下使用的放大器,因此,在实际使用中能彻底地解决目前用磁铁与现有传感器通过螺栓组装再将磁铁吸合在机械设备的钢铁材料上进行振动和冲击检测的传感存在的缺陷,可以完全不被检测设备加速度的限制而更广泛地应用在相关的领域中。
附图说明:
附图1为振动冲击传感器结构原理图;
附图2为高温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器的差分电荷放大器;
附图3为检测振动冲击的磁性安装传感器的单电源差分电荷放大器;
附图4为常温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器内置单端电荷放大器;
附图5为振动冲击双输出的磁性安装传感器分灵敏度调节器;
附图6为振动冲击和温度复合的磁性安装传感器的调理器电路;
附图7为对18B20单独供电的振动冲击和温度检测的磁性安装复合传感器电路;
附图8为18B20两线制工作的振动冲击和温度检测的磁性安装复合传感器电路;
图中:1-永久磁钢  2-逆磁隔离环  3-底座  4-螺钉  5-压电组件  5-1绝缘片  5-2下引电片  5-3下压电陶瓷  5-4负引电片  5-5中绝缘片  5-6正引电片  5-7上压电陶瓷  5-8上引电片  5-9上绝缘片  5-10质量块  5-11绝缘套管  5-12引线  6-信号调理器  7-螺钉  8-外壳  9-固线座  10-电缆
具体实施方式
如图所示的一种磁性安装的振动冲击传感器,包括壳体8、、固线座9和电缆10,永久磁钢1、逆磁隔离环2、底座3、压电组件5、信号调理器6及连接用螺钉4,其特征在于:
A、所述的壳体8与底座3紧密配合组装、并经焊接组成上部的压电组件及信号调理器6的上部密封安装空间,以及下开口的位于底座内的永久磁钢安装空间;
B、所述的压电组件5含有从下到上依次叠置的下绝缘片5-1、下引电片5-2、下压电陶瓷5-3、负引电片5-4、中绝缘片5-5、正引电片5-6、上压电陶瓷5-7、上引电片5-8、上绝缘片5-9、质量块5-10,并经带绝缘套管5-11的螺钉4将压电组件5连接到底座3上,同时,在压电组件5上经一支架3-1安置信号调理器6;
C、所述的底座3由铁磁材料制造,该底座3的底孔中先压入外圆涂有胶的逆磁隔离环2,再在2的中孔压入永久磁钢1,永久磁钢上端面与底座3的下孔上端面以高平行度、光洁度、平面度配合,并配有薄层高强度、高硬度快干胶填充配合,所述逆磁隔离环2内圆面开有多条均布的小沟并依靠胶牢固连接磁钢1与隔离环2。
所述底座3将永久磁钢1上端的N极引或S极导到下端面圆周,与永久磁钢下端的S极或N极形成本传感器的环状磁场,为了防止机器表面的平面度不足,在主体传感器的安装端面涂抹微量的硅油,在吸合后擦除挤出到传感器周边的硅油,再在传感器底部周边与机器之间涂抹高强度胶。
所述压电组件5中的各压电陶瓷输出的电荷信号经过下引电片5-2、负引电片5-4、正引电片5-6、上引电片5-8和对应的引线5-12连接到信号调理器6,经过信号调理器处理后,接到输出电缆10中对应的信号线输出。
其特征还在于,为了同时检测机器表面的温度,在底座3上开有斜孔,在传感器的永久磁钢中心沿轴向开通孔,并在该通孔下方紧靠传感器的吸合面胶合安装温度敏感器件11,其电源和信号引线经过永久磁钢中心孔和底座的斜孔接到调理器6,直接或经过信号调理器处理后再接到输出电缆10中对应的线输出。
在具体的应用中,它可以根据使用环境的不同采用不同的放大器以适应高温、常温以及不同灵敏度要求或者需附加温度检测的振动冲击传感器。
实施例1,是一种用于高温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器及双电源差分电荷放大器(见附图2),由于检测高温条件下的振动冲击时,电子信号调理器不能安装在传感器内部,只能将压电陶瓷敏感振动冲击产生的电荷信号经过引线5-12直接转接到输出电缆10的对应信号线输出,而信号的处理则由传感器外部例如检测仪器中的信号调理器电路完成。为了防止干扰,压电陶瓷的电荷信号以差分方式输出到外部的差分电荷放大器,差分电荷放大器含有运放OP1~OP3,电阻器R1~R10,电容器C1~C3,正电源接线端子VDD、负电源接线端子VSS、和第一输入信号接线端子Q+、第二输入信号接线端子Q-、输出信号接线端子OUT和参考G,运放OP1~OP3的正电源端接正电源接线端子VDD,负电源端接负电源接线端子VSS,运放OP1、OP2的正输入端接参考端G,第一输入输入信号接线端子Q+接运放OP1的负输入端、电阻器R9的一端、电阻器R1的一端以及电容器C1的一端,电阻器R9的另一端接参考端G,电容器C1的另一端接运放OP1的输出端,运放OP1的输出端还接电阻器R2的一端,电阻器R1、R2的另一端连接后还接电阻器R11的一端,电阻器R11的另一端接电容C3的一端,第二输入信号接线端子Q-接运放OP2的负输入端、电阻器R10的一端、电阻器R3的一端、电容器C2的一端,电阻器R10的另一端接参考端G,电容器C2的另一端接运放OP2的输出端,运放OP2的输出端还接电阻器R4的一端,电阻器R3、R4的另一端连接后还接电容器C3的另一端,运放OP1的输出端还接电阻器R5的一端,电阻器R5的另一端接运放OP3的正输入端和电阻器R6的一端,电阻器R6的另一端接参考端G,运放OP3的负输入端接电阻器R7的一端和电阻器R8的一端,电阻器R7的另一端接运放OP2的输出端,电阻器R8的另一端接运放OP3的输出端,运放OP3的输出端接到电路的输出端子OUT;同时,本传感器中两片压电陶瓷:上压电陶瓷5-7、下压电陶瓷5-3的上面是负极(或正极),下面是正极(或负极),定义正引电片5-6为正极Q+,接到差分电荷放大器的Q+端,负引电片5-4为负极Q-,接到差分电荷放大器的Q-端,上、下引电片5-8、5-2短接在一起作为参考极G,接到差分电荷放大器的参考端G端,差分电荷放大器相对于参考地G从OUT端输出正比于振动冲击的电压信号。
由于传感器的底座和外壳经常与电路的地线之间存在很大的干扰电压,时常成为电荷放大器的主要干扰源,而本实施例将紧靠底座电位的上下引电片5-2、5-8接本电路的参考端G,使底座电位经过绝缘片5-1、5-9与引电片5-2、5-8之间的分布电容引入的干扰被旁路到电荷放大器的参考端G,从而极大地抑制了干扰;而螺栓4的对于引电片5-4、5-6的极其微小的电容所耦合的信号则是相同的共模信号,它们在电荷放大器运放OP1、OP2所转换得的干扰电压在运放OP3的差分放大器中被作为共模信号加以抑制,从而取得了良好的信噪比;同样,传感器的Q+、Q-的被设计成双绞的、并以连接在参考电平G上的屏蔽线保护的传输线可能接受的干扰也是共模干扰,其经过电荷放大器运放OP1、OP2所转换得的共模电压也在运放OP3的差分放大器中被作为共模信号加以抑制,从而取得了良好的信噪比。
实施例2是一种用于检测振动冲击的磁性安装传感器及其单电源差分电荷放大器(见附图3),其特征是在实施例1的基础上,去掉负电源VSS,把运放的负电源端接到地线GND,增加运放OP4和电阻器R12、R13和电容器C4,电阻器R12的一端接VDD,另一端接运放OP1的正输入端,还接到电阻器R13的一端和电容器C4的一端,电容器C4和电阻器R13的另一端接地GND,运放OP4的负输入端接器输出端,而该输出端即是本电荷放大器所建立的电平等于电源电压VDD之半的参考端G,该参考端与地线GND分离。输出的信号OUT是依附于参考端G的电平上的交流信号。
实施例3,是一种用于常温条件下检测振动冲击的含有安装于信号调理器6上的单端单电源电荷放大器的磁性安装传感器(见附图4),压电陶瓷的输出电荷接到传感器内置的信号调理器6,经过电荷/电压变换后,以电压方式输出振动冲击信号,而信号调理器6虽然能用图2、3所示的差分电荷放大器,但由于该差分电荷放大器涉及的电源种类多,导致对外连接线多而带来不可靠性,而压电陶瓷的电荷信号在传感器内部进行电荷电压转换不易受到干扰,故选用如附图4的单端电荷放大器,含有运放OP1-1、OP1-2,电阻器R1~R6、电容器C1~C3,输入端Q+,输出端OUT和参考端G,电源端VDD和地线端GND,输入端Q+接运放OP1-1的负输入端、电容器C1的一端、电阻器R1的一端,运放OP1-1的输出端接电容器C1的另一端和电阻器R2的一端,电阻器R1的另一端接电阻器R2的另一端,还接到电阻器R6的一端,电阻器R6的另一端接电容器C2的一端,电容器C2的另一端接参考端G,即运放OP1-2的输出端,运放OP1-2的输出端接其负输入端,还接到电阻器R3的一端,电阻器R3的另一端接运放OP1-1的正输入端,运放OP1-1、OP1-2的正电源端接电源线VDD,负电源端接地线GND,一端接正电源VDD的电阻器R4的另一端接运放OP1-2的正输入端,还接到电阻器R5的一端和电容器C3的一端,电阻器R5、电容器C3的另一端接地线GND;同时,上压电陶瓷5-7的上面为负极(或正极),下面为正极(或负极),下压电陶瓷5-3的上面为正极(或负极),下面为负极(或正极),省去正引电片5-6和中绝缘片5-5,或保留正引电片5-6、中绝缘片5-5而将正引电片5-6与负引电片5-4短接,以负引电片5-4作为压电陶瓷的Q+端,将下引电片5-2、上引电片5-8短接作为参考端G或Q-,Q+和G接到信号调理器6的单端电荷放大器如附图4,压电陶瓷的Q+端接单端电荷放大器的Q+端,压电陶瓷的Q-端亦即G端接单端电荷放大器的G端,从单端电荷放大器的OUT端输出带有G端参考电平的电压信号。
实施例4,是一种分灵敏度调节的检测振动冲击双输出的磁性安装传感器(见附图5),由于磁性安装的振动冲击传感器不可能达到刚性安装的振动冲击传感器同样的高频响应,而传感器的冲击检测主要依靠传感器的高频响应,因此,对于高频响应与低频响应不同的磁性安装振动传感器的低频振动响应与高频冲击响应需要分别调节灵敏度。于是,在实施例1的双电源电荷放大器或实施例2、3的电源电荷放大器基础上,对电荷放大器的输出信号OUT,分别增加灵敏度调节电路,其特征在于,含有输入端OUT、参考端GND[或G]低频振动输出端VIB和高频冲击输出端IFD,电源端子VDD、VSS[或GND]和参考端GND[或G],含有运放OP1、OP2,电位计P1、P2和电阻器R1~R4,运放OP1、OP2的正电源端接电源端子VDD,负电源端接电源端子VSS或GND,来自电荷放大器的输出信号OUT接到本电路的输入端OUT,来自电荷放大器的参考端GND[或G],接到本电路的参考端GND[或G],输入端OUT的信号接到电位计P1、P2的高端,电位计P1、P2的低端接参考端GND[或G],电位计P1的输出端接运放OP1的正输入端,运放OP1的负输入端接电阻器R1、R2的一端,电阻器R1的另一端接参考端GND[或G],电阻器R2的另一端接运放OP1的输出端,运放OP1的输出端还接到输出端子VIB;电位计P2的输出端接运放OP2的正输入端,运放OP2的负输入端接电阻器R3、R4的一端,电阻器R3的另一端接参考端GND[或G],电阻器R4的另一端接运放OP2的输出端,运放OP2的输出端还接到输出端子IFD;振动VIB灵敏度调节最大放大系数KV=1+R2/R1,通过调节电位计P1可以使低频振动交流信号衰减到0;冲击IFD灵敏度调节最大放大系数KI=1+R4/R3,通过调节电位计P2可以使高频冲击交流信号衰减到0;其优点是,无论怎样调节振动低频、冲击高频信号的灵敏度,放大器输出的VIB、IFD信号的工作点,始终接近于电荷放大器的输出工作点,从而传递了电荷放大器工作状态是否正常的信息。振动与冲击的低频和高频信息是由后续仪器分离的。其中的电位计P1、P2可以使用电子电位计。
实施例5,是一种振动冲击和温度检测的磁性安装复合传感器(见附图6),为了同时检测机器表面的温度,在底座3上开有斜孔,在传感器的磁钢中心沿轴向开通孔,并在该通孔下方紧靠传感器的吸合面胶合安装温度敏感器件11,其电源和信号引线经过磁钢中心孔和底座的斜孔接到调理器6,直接或经过调理器处理后再接到输出电缆10中对应的线输出。图6所示为其实施方案之一,在图3的内置调理器的单端、单电源电荷放大器的基础上,利用该电路所生成的参考端G对地线GND的电压,对所用18B20数字温度传感敏感器件的电源端VCC和地线端GND提供电源,18B20的VCC接电荷放大器的G端,18B20的GND端接电荷放大器的GND端,18B20的IO端接到电缆10对应的信号线输出。也可以从传感器外部对传感器的温度检测器件11,如18B20的VCC端单独供电,共用地线GND,如附图7;也可以使用18B20的无电源两线式工作模式,将18B20的VCC对地线GND接一个电阻R7,由控制、检测18B20的IO信号的计算机通过IO线对其供电,如附图8。

Claims (8)

1.一种磁性安装的振动冲击传感器,包括壳体(8)、固线座(9)和电缆(10),永久磁钢(1)、逆磁隔离环(2)、底座(3)、压电组件(5)、信号调理器(6)及连接用螺钉(4),其特征在于:
A、所述的壳体(8)与底座(3)紧密配合组装、并经焊接组成上部的压电组件及信号调理器(6)的上部密封安装空间,以及下开口的位于底座内的永久磁钢安装空间;
B、所述的压电组件(5)含有从下到上依次叠置的绝缘片(5-1)、下引电片(5-2)、下压电陶瓷(5-3)、负引电片(5-4)、中绝缘片(5-5)、正引电片(5-6)、上压电陶瓷(5-7)、上引电片(5-8)、上绝缘片(5-9)、质量块(5-10),并经带绝缘套管(5-11)的螺钉(4)将压电组件(5)连接到底座(3)上,同时,在压电组件(5)上经一支架(3-1)安置信号调理器(6);
C、所述的底座(3)由铁磁材料制造,该底座(3)的底孔中先压入外圆涂有胶的逆磁隔离环(2),再在逆磁隔离环(2)的中孔压入永久磁钢(1),永久磁钢上端面与底座(3)的下孔上端面以高平行度、光洁度、平面度配合,并配有薄层高强度、高硬度快干胶填充配合;所述逆磁隔离环(2)内圆面开有多条均布的小沟并依靠胶牢固连接永久磁钢(1)与逆磁隔离环(2)。
2.如权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:所述底座(3)将永久磁钢(1)上端的N极或S极引导到下端面圆周,与永久磁钢下端的S极或N极形成本传感器的环状磁场,为了防止机器表面的平面度不足,在主体传感器的安装端面涂抹微量的硅油,在吸合后擦除挤出到传感器周边的硅油,再在传感器底部周边与机器之间涂抹高强度胶。
3.如权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:所述压电组件(5)中的各压电陶瓷输出的电荷信号经过下引电片(5-2)、负引电片(5-4)、正引电片(5-6)、上引电片(5-8)和对应的引线(5-12)连接到信号调理器(6),经过信号调理器处理后,接到输出电缆(10)中对应的信号线输出。
4.如权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:在底座(3)上开有斜孔,在传感器的永久磁钢中心沿轴向开通孔,并在该通孔下方紧靠传感器的吸合面胶合安装温度敏感器件(11),其电源和信号引线经过永久磁钢中心孔和底座的斜孔接到信号调理器(6),直接或经过调理器处理后再接到输出电缆(10)中对应的线输出。
5.根据权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:它是一种用于高温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器,还包括双电源差分电荷放大器,所述的双电源差分电荷放大器含有三个运放OP1~OP3、十一个电阻器R1~R11、三个电容器C1~C3、正电源接线端子VDD、负电源接线端子VSS、第一输入信号接线端子Q+、第二输入信号接线端子Q-、输出信号接线端子OUT和参考端G;其中三个运放OP1~OP3的正电源端接正电源接线端子VDD,负电源端接负电源接线端子VSS,运放OP1、运放OP2的正输入端接参考端G,第一输入信号接线端子Q+接运放OP1的负输入端、电阻器R9的一端、电阻器R1的一端、以及电容器C1的一端,电阻器R9的另一端接参考端G,电容器C1的另一端接运放OP1的输出端,运放OP1的输出端还接电阻器R2的一端,电阻器R1、电阻器R2的另一端连接后还接电阻器R11的一端,电阻器R11的另一端接电容器C3的一端,第二输入信号接线端子Q-接运放OP2的负输入端、电阻器R10的一端、电阻器R3的一端、电容器C2的一端,电阻器R10的另一端接参考端G,电容器C2的另一端接运放OP2的输出端,运放OP2的输出端还接电阻器R4的一端,电阻器R3、电阻器R4的另一端连接后还接电容器C3的另一端,运放OP1的输出端还接电阻器R5的一端,电阻器R5的另一端接运放OP3的正输入端和电阻器R6的一端,电阻器R6的另一端接参考端G,运放OP3的负输入端接电阻器R7的一端和电阻器R8的一端,电阻器R7的另一端接运放OP2的输出端,电阻器R8的另一端接运放OP3的输出端,运放OP3的输出端接到电路的输出信号接线端子OUT;所述传感器中两片压电陶瓷:上压电陶瓷(5-7)、下压电陶瓷(5-3)的上面是负极或正极,下面是正极或负极,定义正引电片(5-6)为正极Q+,接到双电源差分电荷放大器的Q+端,负引电片(5-4)为负极Q-,接到双电源差分电荷放大器的Q-端,上引电片(5-8)、下引电片(5-2)短接在一起作为参考端G,接到双电源差分电荷放大器的参考端G端,双电源差分电荷放大器相对于参考端G从OUT端输出正比于振动冲击的电压信号。
6.根据权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:它是一种用于常温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器,还包括一单电源差分电荷放大器,所述的单电源差分电荷放大器含有四个运放OP1~OP4、十三个电阻器R1~R13、四个电容器C1~C4、正电源接线端子VDD、第一输入信号接线端子Q+、第二输入信号接线端子Q-、输出信号接线端子OUT和参考端G;其中四个运放的正电源端接正电源接线端子VDD,负电源端接地GND,运放OP1、运放OP2的正输入端接参考端G,第一输入信号接线端子Q+接运放OP1的负输入端、电阻器R9的一端、电阻器R1的一端、以及电容器C1的一端,电阻器R9的另一端接参考端G,电容器C1的另一端接运放OP1的输出端,运放OP1的输出端还接电阻器R2的一端,电阻器R1、电阻器R2的另一端连接后还接电阻器R11的一端,电阻器R11的另一端接电容器C3的一端,第二输入信号接线端子Q-接运放OP2的负输入端、电阻器R10的一端、电阻器R3的一端、电容C2的一端,电阻器R10的另一端接参考端G,电容器C2的另一端接运放OP2的输出端,运放OP2的输出端还接电阻器R4的一端,电阻器R3、电阻器R4的另一端连接后还接电容器C3的另一端,运放OP1的输出端还接电阻器R5的一端,电阻器R5的另一端接运放OP3的正输入端和电阻器R6的一端,电阻器R6的另一端接参考端G,运放电OP3的负输入端接电阻器R7的一端和电阻器R8的一端,电阻器R7的另一端接运放OP2的输出端,电阻器R8的另一端接运放OP3的输出端,运放OP3的输出端接到电路的输出信号接线端子OUT;所述传感器中两片压电陶瓷:上压电陶瓷(5-7)、下压电陶瓷(5-3)的上面是负极或正极,下面是正极或负极,定义正引电片(5-6)为正极Q+,接到单电源差分电荷放大器的Q+端,负引电片(5-4)为负极Q-,接到单电源差分电荷放大器的Q-端,上引电片(5-8)、下引电片(5-2)短接在一起作为参考端G,接到单电源差分电荷放大器的参考端G端,单电源差分电荷放大器相对于参考端G从OUT端输出正比于振动冲击的电压信号;所述的单电源差分电荷放大器包括运放OP4、电阻器R12、电阻器R13和电容器C4,其中电阻器R12的一端接正电源接线端子VDD,另一端接运放OP4的正输入端,还接到电阻器R13的一端和电容器C4的一端,电容器C4和电阻器R13的另一端接地GND,运放OP4的负输入端接其输出端,而该输出端即是本单电源差分电荷放大器所建立的电平等于电源电压之半的参考端G,该参考端G与地线GND分离,输出信号接线端子OUT输出的信号是依附于参考端G的电平上的交流信号。
7.根据权利要求1所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,其特征在于:它是一种用于常温条件下检测振动冲击的磁性安装传感器,它还包括一安装于信号调理器(6)上的单端单电源电荷放大器,单端单电源电荷放大器含有两个运放OP1-1和OP1-2,六个电阻器R1~R6、三个电容器C1~C3,输入信号接线端子Q+,输出信号接线端子OUT和参考端G,正电源接线端子VDD和地线端GND;其输入信号接线端子Q+接运放OP1-1的负输入端、电容器C1的一端、电阻器R1的一端,运放OP1-1的输出端接电容器C1的另一端和电阻器R2的一端,电阻器R1的另一端接电阻器R2的另一端,还接到电阻器R6的一端,电阻器R6的另一端接电容器C2的一端,电容器C2的另一端接参考端G,即运放OP1-2的输出端;运放OP1-2的输出端接其负输入端,还接到电阻器R3的一端,电阻器R3的另一端接运放OP1-1的正输入端,运放OP1-1、运放OP1-2的正电源端接正电源接线端子VDD,负电源端接地线端GND,一端接正电源接线端子VDD的电阻器R4的另一端接运放OP1-2的正输入端,还接到电阻器R5的一端和电容器C3的一端,电阻器R5、电容器C3的另一端接地线端GND;此时上压电陶瓷(5-7)的上面为负极或正极,下面为正极或负极,下压电陶瓷(5-3)的上面为正极或负极,下面为负极或正极,省去正引电片(5-6)和中绝缘片(5-5),或保留中绝缘片(5-5)而将正引电片(5-6)与负引电片(5-4)短接,以负引电片(5-4)作为压电陶瓷的Q+端,将下引电片(5-2)与负引电片(5-8)短接作为参考端G或Q-,将压电陶瓷的Q+端和参考端G接到信号调理器(6)的单端单电源电荷放大器,压电陶瓷的Q+端接单端单电源电荷放大器的Q+端,压电陶瓷的Q-端亦即参考端G端接单端电荷放大器的参考G端,从单端单电源电荷放大器的OUT端输出带有参考端G端参考电平的电压信号。
8.根据权利要求7所述的一种磁性安装的振动冲击传感器,是一种带温度敏感器(11)的振动检测磁性安装复合传感器,在底座(3)上开有斜孔,在传感器的永久磁钢中心沿轴向开通孔,并在该通孔下方紧靠传感器的吸合面胶合安装温度敏感器件(11),其电源和信号引线经过永久磁钢中心孔和底座的斜孔接到信号调理器(6),直接或经过信号调理器处理后再接到输出电缆(10)中对应的线输出;在内置信号调理器(6)上的单端单电源电荷放大器的基础上,利用单端单电源电荷放大器的电路所生成的参考端G对地线端GND的电压,对所用18B20数字温度传感敏感器件的电源端VCC和地线端GND提供电源,18B20数字温度传感敏感器件的电源端VCC接单端单电源电荷放大器的参考端G端,18B20数字温度传感敏感器件的地线端GND端接单端单电源电荷放大器的地线端GND端,18B20数字温度传感敏感器件的IO端接到电缆(10)对应的信号线输出。
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Assignor: Tang Deyao

Contract record no.: 2012110000040

Denomination of invention: Magnetically mounted vibration impact transducer

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License type: Exclusive License

Open date: 20080416

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Patentee after: Beijing Tanzhi Science & Technology Development Co., Ltd.

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Patentee before: Tang Deyao