CN211179886U - 一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，包括壳体，壳体内右侧壁上安装有石英悬臂梁，石英悬臂梁上靠近壳体右侧壁位置安装有第二SAW谐振器，石英悬臂梁上远离与壳体连接的一端安装有第一SAW谐振器，所述壳体内石英悬臂梁下方的右侧壁上安装有电阻柱，电阻柱末端安装有导电块，所述石英悬臂梁前端下方设有线圈，线圈通过连接杆与第一SAW谐振器连接，线圈内设有衔铁。本实用新型提供一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，结构设置巧妙，且布局合理，通过设置线圈与形变位置的SAW谐振器相连，在线圈内设置衔铁，构成差动式电感传感器，利用其差动距离结合SAW谐振器的反馈数据进行分析，可以得到更精确的加速度数据。

Description

一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器设备技术领域，具体是一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器。

背景技术

加速度传感器是利用物体的惯性性质来测量物体运动情况的一类惯性传感器。它输出与运载体的运动加速度成比例或有一定关系的信号。在类型各异、种类众多的加速度传感器中，声表面波加速度传感器结构简单、制作方便，且具有耐冲击、性能稳定可靠、灵敏度高和准数字输出等许多优点，是一种应用前景光明的加速度传感器。传统的声表面波加速度传感器使用悬臂梁式，由于两个敏感应变的SAW谐振器是制作在悬臂梁上下表面，而且工艺上在上下梁表面制作物理特性一致的两个SAW谐振器比较困难，因此SAW谐振器的温度位移较大,造成悬臂梁式SAW加速度传感器的测量准确度和稳定性不高。因此我们提出一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，包括壳体，所述壳体内右侧壁上安装有石英悬臂梁，石英悬臂梁上靠近壳体右侧壁位置安装有第二SAW谐振器，石英悬臂梁上远离与壳体连接的一端安装有第一SAW谐振器，所述壳体内石英悬臂梁下方的右侧壁上安装有电阻柱，电阻柱末端安装有导电块，所述石英悬臂梁前端下方设有线圈，线圈通过连接杆与第一SAW谐振器连接，线圈内设有衔铁，衔铁通过固定杆固定于壳体左侧壁上，所述壳体上前侧位置安装有与第二SAW谐振器、第一SAW谐振器、导电块、以及线圈连接的集成信号线。

作为本实用新型的进一步方案：所述第一SAW谐振器与第二SAW谐振器均包括压电基片，以及压电基片上中间位置设置的叉指换能器，压电基片上靠近左右两侧设置的反射栅，压电基片上左右两侧设置的第一吸收板，反射栅与叉指换能器之间靠近压电基片前后两侧位置分别安装有第二吸收条。

作为本实用新型的再进一步方案：所述反射栅为向叉指换能器弯曲的弧形结构设置。

作为本实用新型的再进一步方案：所述第二SAW谐振器安装位置的石英悬臂梁不具备形变能力，所述第一SAW谐振器安装位置的石英悬臂梁具有形变能力，且为形变幅度最大位置。

作为本实用新型的再进一步方案：所述壳体上左右两侧分别连接有固定板，固定板上设有固定螺栓，固定板与壳体左右两侧的侧壁之间还通过三角加强板相连固定。

作为本实用新型的再进一步方案：所述固定板上底部位置均匀设有凸齿。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于以下几个方面：

本实用新型中，通过在石英悬臂梁的同一侧设置两个SAW谐振器，并将其中一个设置在无形变的位置，另一个设置在形变最大位置，通过以无形变位置的SAW谐振器作为基准零点，以形变位置SAW谐振器作为主测量点，可以消除环境温度对SAW谐振器产生的影响。

本实用新型中，通过设置线圈与形变位置的SAW谐振器相连，在线圈内设置衔铁，构成差动式电感传感器，在SAW谐振器形变时，同时测量其差动距离，利用其差动距离结合SAW谐振器的反馈数据进行分析，可以得到更精确的加速度数据，弥补了两个SAW谐振器同一面且不同位置设置损失的精度。

本实用新型中，反射栅设置成弧形，可以更好的行程对叉指换能器的反射，减少能量损失，同时叉指换能器与反射栅之间靠外侧设置的第二吸收条可以避免杂流的影响，确保精度。

附图说明

图1为一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器的结构示意简图。

图2为一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器中线圈的测试图。

图3为一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器中SAW谐振器的俯视图。

图4为一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器的侧视图。

图5为一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器的正视图。

图中：1、壳体；2、石英悬臂梁；3、第二SAW谐振器；4、电阻柱；5、导电块；6、线圈；7、固定杆；8、连接杆；9、集成信号线；10、第一SAW谐振器；11、衔铁；12、压电基片；13、叉指换能器；14、反射栅；15、第一吸收板；16、第二吸收条；17、固定板；18、三角加强板；19、固定螺栓；20、凸齿。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1～5，一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，包括壳体1，所述壳体1内右侧壁上安装有石英悬臂梁2，石英悬臂梁2上靠近壳体1右侧壁位置安装有第二SAW谐振器3，石英悬臂梁2上远离与壳体1连接的一端安装有第一SAW谐振器10，所述壳体1内石英悬臂梁2下方的右侧壁上安装有电阻柱4，电阻柱4末端安装有导电块5，所述石英悬臂梁2前端下方设有线圈6，线圈6通过连接杆8与第一SAW谐振器10连接，线圈6内设有衔铁11，衔铁11通过固定杆7固定于壳体1左侧壁上；

所述第一SAW谐振器10与第二SAW谐振器3均包括压电基片12，以及压电基片12上中间位置设置的叉指换能器13，压电基片12上靠近左右两侧设置的反射栅14，压电基片12上左右两侧设置的第一吸收板15，所述反射栅14为向叉指换能器13弯曲的弧形结构设置，反射栅14与叉指换能器13之间靠近压电基片12前后两侧位置分别安装有第二吸收条16；

所述壳体1上前侧位置安装有与第二SAW谐振器3、第一SAW谐振器10、导向块5、以及线圈6连接的集成信号线9，壳体1上左右两侧分别连接有固定板17，固定板17上设有固定螺栓19，固定板17与壳体1左右两侧的侧壁之间还通过三角加强板18相连固定，固定板17上底部位置均匀设有凸齿20。

本实用新型的工作原理是：本实用新型提供一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，结构设置巧妙，且布局合理，使用时将集成信号线接至处理器，通过固定螺栓19将传感器固定于待测物体上，壳体1上的固定板17不仅提供固定位置，同时固定板17底部的凸齿20可以保持与物体的连接，降低物体运动时对传感器的应力，当物体运动时，石英悬臂梁2受到惯性发生形变，第一SAW谐振器3检测到形变并输出形变信号，同时由于第二SAW谐振器10处于悬臂梁的不受形变位置，因此将第二SAW谐振器10的输出信号作为基准零点，从而可以避免环境温度的影响，当第一SAW谐振器10运动时，带动线圈6产生位移，由于线圈6内设置了固定的衔铁11，线圈6的移动使得与衔铁的位置发生变化，形成与差动式电感传感器相同的运作原理，通过测量线圈6电路的电感信号即可获取第一SAW谐振器10的差动量，在满足SAW谐振器对加速度的测量同时，还可以实现差动的测量。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内右侧壁上安装有石英悬臂梁(2)，石英悬臂梁(2)上靠近壳体(1)右侧壁位置安装有第二SAW谐振器(3)，石英悬臂梁(2)上远离与壳体(1)连接的一端安装有第一SAW谐振器(10)，所述壳体(1)内石英悬臂梁(2)下方的右侧壁上安装有电阻柱(4)，电阻柱(4)末端安装有导电块(5)，所述石英悬臂梁(2)前端下方设有线圈(6)，线圈(6)通过连接杆(8)与第一SAW谐振器(10)连接，线圈(6)内设有衔铁(11)，衔铁(11)通过固定杆(7)固定于壳体(1)左侧壁上，所述壳体(1)上前侧位置安装有与第二SAW谐振器(3)、第一SAW谐振器(10)、导电块(5)、以及线圈(6)连接的集成信号线(9)。

2.根据权利要求1所述的一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，其特征在于，所述第一SAW谐振器(10)与第二SAW谐振器(3)均包括压电基片(12)，以及压电基片(12)上中间位置设置的叉指换能器(13)，压电基片(12)上靠近左右两侧设置的反射栅(14)，压电基片(12)上左右两侧设置的第一吸收板(15)，反射栅(14)与叉指换能器(13)之间靠近压电基片(12)前后两侧位置分别安装有第二吸收条(16)。

3.根据权利要求2所述的一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，其特征在于，所述反射栅(14)为向叉指换能器(13)弯曲的弧形结构设置。

4.根据权利要求2所述的一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，其特征在于，所述第二SAW谐振器(3)安装位置的石英悬臂梁(2)不具备形变能力，所述第一SAW谐振器(10)安装位置的石英悬臂梁(2)具有形变能力，且为形变幅度最大位置。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，其特征在于，所述壳体(1)上左右两侧分别连接有固定板(17)，固定板(17)上设有固定螺栓(19)，固定板(17)与壳体(1)左右两侧的侧壁之间还通过三角加强板(18)相连固定。

6.根据权利要求5所述的一种具有差动测量结构的声表面波加速度传感器，其特征在于，所述固定板(17)上底部位置均匀设有凸齿(20)。

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