CN209387679U - 一种智能压电式加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能压电式加速度传感器，其包括底座、壳体、上盖、电路板、压电组件和双芯连接器公头；所述壳体底部开口与底座相连，壳体径向设置有双芯连接器公头，所述压电组件和电路板安装在壳体内，所述上盖安装在壳体顶部开口上；所述电路板上设有信号输入正极端、信号输入负极端、信号输出正极端、信号输出负极端、信号发生器模块、电荷放大模块、电子切换开关以及控制模块。本实用新型通过控制模块、电子切换开关和信号发生器模块可使得本实用新型能对电荷放大模块能否工作进行检验。

Description

一种智能压电式加速度传感器

技术领域

本实用新型涉及压电式传感器领域，特别是指一种智能压电式加速度传感器。

背景技术

压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。它是利用压电元件（如石英晶体或压电陶瓷）的压电效应，在加速度计受振时，使得质量块加在压电元件上的力也随之变化，这样压电组件（由质量块和压电元件等组成的）产生的信号也相应改变；而当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比，此时压电组件产生的信号便可反应被测加速度。

由于压电组件产生的信号较小，所以压电式加速度传感器一般都需要内置的电荷放大模块进行信号放大。而现有的压电式加速度传感器无法正常工作的大多数情况下的原因是内置的电荷放大模块发生损坏，但是目前的压电式加速度传感器只能用专门的设备对电荷放大模块进行检测，而且还要将电路板拆卸下来才能检验电荷放大模块，十分不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能压电式加速度传感器，其能检验电荷放大模块能否工作。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种智能压电式加速度传感器，其包括底座、壳体、上盖、电路板、压电组件和双芯连接器公头；所述壳体底部开口与底座相连，壳体径向设置有双芯连接器公头，所述压电组件和电路板安装在壳体内，所述上盖安装在壳体顶部开口上；其中所述电路板上设有信号输入正极端、信号输入负极端、信号输出正极端、信号输出负极端、信号发生器模块、电荷放大模块、电子切换开关以及控制模块；所述信号输入正极端和信号输入负极端分别通过信号线与压电组件的两个信号输出端相连，所述信号输出正极端和信号输出负极端分别通过信号线与双向连接器公头的两个信号端相连；所述电子切换开关的第一输入端和第二输入端分别与信号发生器模块的输出端和信号输入正极端电连接，所述电子切换开关的控制端与控制模块电连接，所述电子切换开关的输出端与电荷放大模块的输入端电连接；所述电荷放大模块的输出端与信号输出正极端电连接，所述信号发生器模块、电荷放大模块、电子切换开关以及控制模块各自的接地端与信号输入负极端和信号输出负极端电连接。

所述信号发生器模块为矩形波发生器、三角波发生器或正弦波发生器。

所述电荷放大模块包括电荷放大电路和电压放大电路；所述电荷放大电路的输入端为所述电荷放大模块的输入端，电荷放大电路的输出端与电压放大电路的输入端相连；所述电压放大电路的输出端为所述电荷放大模块的输出端。

所述底座设有一向上凸起的安装柱；所述压电组件同轴套置在安装柱上并与安装柱之间形成有隔离间隙，压电组件与底座上下之间设有绝缘片，绝缘片上下两端面分别与压电组件和底座粘接；所述电路板固定在压电组件的上方。

所述安装柱内形成有上下贯穿的安装孔；所述上盖与安装柱相连，上盖上设有与安装柱的安装孔相对且相通的通孔。

采用上述方案后，本实用新型在上电时，控制模块可立即控制电子切换开关的第一输入端与电子切换开关的输出端连通，此时本实用新型进入检验模式，此时信号发生器模块产生的信号便输入到电荷放大模块进行放大后再输出，若是此时电荷放大模块有输出则表明电荷放大模块能工作，而若是此时电荷放大模块没有输出则表明电荷放大模块不能工作，这样便实现了对电荷放大模块能否工作进行检验；当控制模块控制本实用新型进入检验模式一段时间后，控制模块即控制电子切换开关的第二输入端与电子切换开关的输出端连通，此时本实用新型进入工作模式，此时压电元件产生的信号便可经电荷放大模块放大后输出。

综上可知，本实用新型通过控制模块、电子切换开关和信号发生器模块可使得本实用新型能对电荷放大模块能否工作进行检验，而且检验时无需将电路板拆卸下来，十分方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路连接示意图；

图3为本实用新型的电路板的电路原理示意图；

标号说明：

壳体1，

底座2，安装柱21，安装孔211，

上盖3，通孔31

双芯连接器公头4，

压电组件5，

电路板6，

绝缘片7，

信号输入正极端A+，信号输入负极端A-，信号输出正极端B+，信号输出负极端B-，信号发生器模块C，电荷放大模块D，电荷放大电路D1，电压放大电路D2，电子切换开关E，控制模块F，LDO供电模块G。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1至图3所示，本实用新型揭示了一种智能压电式加速度传感器，其包括壳体1、底座2、上盖3、双芯连接器公头4、压电组件5和电路板6。

其中所述壳体1顶部和底部开口；壳体1径向设置有双芯连接器公头3，该双芯连接器公头4可与壳体1焊接连接。所述上盖3安装在壳体1顶部开口上，所述底座2与壳体1底部开口相连，所述上盖3可通过焊接或卡接的方式与壳体1顶部开口相连，所述底座2可焊接或卡接的方式与壳体1底部开口相连；所述底座2上设有一向上凸起的安装柱21，所述安装柱21为中空结构，安装柱21内形成有上下贯穿的安装孔211，上盖3上设有与安装柱21的安装孔211相对且相通的通孔31，这样本实用新型便可通过穿过安装孔211和通孔31的固定件以将本实用新型安装到其他器件上进行使用。

所述压电组件5安装于壳体1内；其中压电组件5可同轴套置在安装柱53上并与安装柱53之间形成有隔离间隙，所述压电组件5底部与底座5之间设有绝缘片4，绝缘片4上下两端面分别与压电组件5和底座5通过粘接的方式相连，从而把压电组件5固定在底座5上。

所述电路板6安装于壳体1内，电路板6固定于压电组件5上方。该电路板6可以通过粘结的方式与压电组件5相连。配合图2和图3所示，所述电路板6上设有信号输入正极端A+、信号输入负极端A-、信号输出正极端B+、信号输出负极端B-、信号发生器模块C、电荷放大模块D、电子切换开关E以及控制模块F；所述信号输入正极端A+和信号输入负极端A-分别通过信号线与压电组件5的两个信号输出端相连，而所述信号输出正极端B+和信号输出负极端B-分别通过信号线与双向连接器公头4的两个信号端相连；所述电子切换开关E的第一输入端和第二输入端分别与信号发生器模块C的输出端和信号输入正极端A+电连接，所述电子切换开关C的控制端与控制模块F电连接，所述电子切换开关E的输出端与电荷放大模块D的输入端电连接；所述电荷放大模块D的输出端与信号输出正极端B+电连接，所述信号发生器模块C、电荷放大模块D、电子切换开关E以及控制模块F各自的接地端与信号输入负极端A-和信号输出负极端B-电连接。配合图2和图3所示，其中所述信号发生器模块C、电子切换开关E和控制模块F可由电路板6上的LDO供电模块G来进行供电;配合图3所示，所述信号发生器模块C为矩形波发生器；所述电荷放大模块D包括电荷放大电路D1和电压放大电路D2；所述电荷放大电路D1的输入端为所述电荷放大模块D的输入端，电荷放大电路D1的输出端与电压放大电路D2的输入端电连接；所述电压放大电路D2的输出端为所述电荷放大模块D的输出端。所述电子切换开关E可以采用TS5A3139-EPTS5A3159-EP芯片，所述控制模块F可以采用单片机或其他集成控制芯片。需要说明的是，所述信号发生器模块C并不局限于为矩形波发生器，信号发生器模块C也可以三角波发生器或正弦波发生器以及其他能产生电压信号的信号发生器；而信号发生器模块C选用矩形波发生器或三角波发生器或正弦波发生器是为了便于辨别信号发生器模块C产生的信号。

本实用新型在上电时，控制模块F即控制电子切换开关E的第一输入端与电子切换开关E的输出端连通，此时本实用新型进入检验模式，此时信号发生器模块C产生的信号便输入到电荷放大模块D进行放大后再输出，若是此时电荷放大模块D有输出则表明电荷放大模块D能工作，而若是此时电荷放大模块D没有输出则表明电荷放大模块D不能工作，这样便实现了对电荷放大模块D能否工作进行检验；而当控制模块F控制本实用新型进入检验模式一段时间后，该段时间可设置为1分钟，控制模块F即控制电子切换开关E的第二输入端与电子切换开关E的输出端连通，此时本实用新型进入工作模式，此时压电组件5产生的信号便可经电荷放大模块D放大后输出。

综上可知，本实用新型通过控制模块F、电子切换开关E和信号发生器模块C可使得本实用新型能对电荷放大模块D能否工作进行检验，而且检验时无需将电路板6拆卸下来，十分方便。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (5)

1.一种智能压电式加速度传感器，其包括底座、壳体、上盖、电路板、压电组件和双芯连接器公头；所述壳体底部开口与底座相连，壳体径向设置有双芯连接器公头，所述压电组件和电路板安装在壳体内，所述上盖安装在壳体顶部开口上；其特征在于：

所述电路板上设有信号输入正极端、信号输入负极端、信号输出正极端、信号输出负极端、信号发生器模块、电荷放大模块、电子切换开关以及控制模块；所述信号输入正极端和信号输入负极端分别通过信号线与压电组件的两个信号输出端相连，所述信号输出正极端和信号输出负极端分别通过信号线与双向连接器公头的两个信号端相连；所述电子切换开关的第一输入端和第二输入端分别与信号发生器模块的输出端和信号输入正极端电连接，所述电子切换开关的控制端与控制模块电连接，所述电子切换开关的输出端与电荷放大模块的输入端电连接；所述电荷放大模块的输出端与信号输出正极端电连接，所述信号发生器模块、电荷放大模块、电子切换开关以及控制模块各自的接地端与信号输入负极端和信号输出负极端电连接。

2.如权利要求1所述的一种智能压电式加速度传感器，其特征在于：所述信号发生器模块为矩形波发生器、三角波发生器或正弦波发生器。

3.如权利要求1所述的一种智能压电式加速度传感器，其特征在于：所述电荷放大模块包括电荷放大电路和电压放大电路；所述电荷放大电路的输入端为所述电荷放大模块的输入端，电荷放大电路的输出端与电压放大电路的输入端电连接；所述电压放大电路的输出端为所述电荷放大模块的输出端。

4.如权利要求1所述的一种智能压电式加速度传感器，其特征在于：所述底座设有一向上凸起的安装柱；所述压电组件同轴套置在安装柱上并与安装柱之间形成有隔离间隙，压电组件与底座上下之间设有绝缘片，绝缘片上下两端面分别与压电组件和底座粘接；所述电路板固定在压电组件的上方。

5.如权利要求4所述的一种智能压电式加速度传感器，其特征在于：所述安装柱内形成有上下贯穿的安装孔；所述上盖与安装柱相连，上盖上设有与安装柱的安装孔相对且相通的通孔。