CN101261282A - 智能压电式加速度传感器 - Google Patents

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CN101261282A CNA2008100358675A CN200810035867A CN101261282A CN 101261282 A CN101261282 A CN 101261282A CN A2008100358675 A CNA2008100358675 A CN A2008100358675A CN 200810035867 A CN200810035867 A CN 200810035867A CN 101261282 A CN101261282 A CN 101261282A
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CN
China
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charge amplifier
piezoelectric
sensor
acceleration sensor
intelligent
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CNA2008100358675A
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Inventor
陈启山
朱玲
贺连星
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SHANGHAI SINOCERAMICS Inc
JIANGSU LIANNENG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
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SHANGHAI SINOCERAMICS Inc
JIANGSU LIANNENG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

一种智能压电式加速度传感器，在一筒状体外壳内，设置一压电晶体，压电晶体外面是质量块，质量块用记忆合金环紧固之，质量块上方，设置有电荷放大器电路，压电晶体用导线与电荷放大器电路连接，电荷放大器电路用导线引出筒状体外壳外面。本发明的优点是采用了记忆金属合金固定质量块，起到温度补偿作用，使传感器结构，受外界温度变化发生的形变，降到最小；内嵌芯片中含有该传感器的其本信息，增加了智能化数字功能；提高了可靠性和抗干扰性能；成本低、使用方便。

Description

智能压电式加速度传感器
技术领域
本发明涉及一种加速度传感器，特别涉及一种智能压电式加速度传感器。
背景技术
传统的压电式加速度传感器存在主要问题：
1)是不同传感器之间灵敏度不一致，导致在实际使用时需要花费大量时间在后续仪器上进行调整和设置；
2)传统的传感器采用电荷输出，容易受外界干扰，影响测试精度和可靠性差；
3)传统的传感器需要外接电荷放大器，体积大，使用极为不便；
4)在分布式多点测试时，传统传感器需要花费大量时间进行布点、布线和逐点设置调整，经常出现认为错误，导致最后的测试结果可信程度下降；
5)传统的传感器还存在频率范围小、结构存在长期可靠性差的问题。传统传感器的这些缺点已经成为制约智能化、网络化测试技术发展的瓶径。
随着IEEE1451.4国际标准的实施，开发一种高度集成、智能化、兼容性强的加速度传感器成为测试领域的迫切需求。
发明内容
本发明的技术问题是要提供一种记忆合金环结构、内置微型电荷放大器(IEPE)、二线制恒流源供电、带有自身各种特性参数存储的高可靠性强的智能压电式加速度传感器。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种智能压电式加速度传感器，在一筒状体外壳内，设置一压电晶体，如压电陶瓷，压电晶体外面是质量块，质量块用记忆合金环紧固之，质量块上方，设置有微型电荷放大器(IEPE)电路，压电晶体用导线与微型电荷放大器(IEPE)电路连接，微型电荷放大器(IEPE)电路用导线引出筒状体外壳外面。
所述微型电荷放大器(IEPE)电路，是一电荷放大器与压电晶体连接，电荷放大器通过二极管D1连接输出端，使传感器输出信号达100mV/g；另有一传感器参数表(TEDS)通过电阻R连接输出端，传感器参数表(TEDS)内存储有该传感器的基本信息，如生产商的名称、全球唯一的生产序列号、传感器类型、灵敏度等关键的物理参数，使得传感器在传统的模拟功能的基础上增加了智能化数字功能。
所述电荷放大器是将压电晶体一端与一运算放大器连接，运算放大器的输入、输出端，并联有反馈电阻、电容，构成负反馈高增益放大器。
本发明的优越功效在于：
1)采用了记忆金属合金固定质量块，起到温度补偿作用，使传感器结构，受外界温度变化发生的形变，降到最小；
2)提高了可靠性和抗干扰性能；
3)成本低、使用方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电荷放大器(IEPE)电路的电路图；
图3为本发明的电荷放大器的电路图；
图中标号说明
1-压电晶片；        2-质量块；
3-记忆合金环；       4-电荷放大器电路；
5-外壳；
6-电荷放大器；       61-运算放大器；
62-反馈电阻；        62-反馈电容。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供了一种智能压电式加速度传感器，在一筒状体外壳5内，设置一压电晶体1，如P5压电陶瓷，压电晶体1外面是质量块2，质量块2用记忆合金环3紧固之，质量块2上方，设置有电荷放大器(IEPE)电路4，压电晶体1用导线与电荷放大器(IEPE)电路4连接，电荷放大器(IEPE)电路4用导线引出筒状体外壳5外面。
如图2所示，所述电荷放大器(IEPE)电路4，是一电荷放大器6与压电晶体1连接，电荷放大器6通过二极管D1连接输出端，使传感器输出信号达100mV/g；另有一传感器参数表TEDS通过电阻R1连接输出端，传感器参数表TEDS内存储有该传感器的基本信息，如生产商的名称、全球唯一的生产序列号、传感器类型、灵敏度等关键的物理参数，使得传感器在传统的模拟功能的基础上增加了智能化数字功能。
如图2所示，电荷放大器(IEPE)电路4的输出端，既作为压电晶体1电荷放大信号的输出，还作为对该传感器寻址的输入端，通过一简单的控制程序控制，其通路由二个反向连接的二极管D1、D2控制，
如图3所示，所述电荷放大器6是将压电晶体1一端与一运算放大器61连接，运算放大器61的输入、输出端，并联有反馈电阻62、反馈电容63，构成负反馈高增益放大器。
本发明智能压电式加速度传感器的特性参数如下表1所示：
表1
  灵敏度   mv/g   100
  横向   ％   ＜5
  频响(±5％)   HZ   0.5～6000
  谐振频率   HZ   ＞20,000
  输出偏量(直流)   V   10～12
  动态范围(峰值)   V   5
  输出阻抗   Ω   ＜100
  冲击极限   g   2000
  温度误差   ％   ＜10
  工作温度范围   ℃   -40～+120
  供电(恒流源)   mA   2～10
  重量   g   31
  输出方式   顶端L5

Claims (3)

1、一种智能压电式加速度传感器，其特征在于：
在一筒状体外壳内，设置一压电晶体，压电晶体外面是质量块，质量块用记忆合金环紧固之，质量块上方，设置有电荷放大器(IEPE)电路，压电晶体用导线与电荷放大器(IEPE)电路连接，电荷放大器(IEPE)电路用导线引出筒状体外壳外面。
2、按权利要求1所述的智能压电式加速度传感器，其特征在于：
所述电荷放大器(IEPE)电路，是一电荷放大器与压电晶体连接，电荷放大器通过二极管D1连接输出端，另有一传感器参数表TEDS通过电阻R连接输出端，传感器参数表TEDS内存储有该传感器的基本信息。
3、按权利要求2所述的智能压电式加速度传感器，其特征在于：
所述电荷放大器是将压电晶体一端与一运算放大器连接，运算放大器的输入、输出端，并联有反馈电阻、电容，构成负反馈高增益放大器。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080910