CN2556648Y - 侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 - Google Patents
侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2556648Y CN2556648Y CN 02235859 CN02235859U CN2556648Y CN 2556648 Y CN2556648 Y CN 2556648Y CN 02235859 CN02235859 CN 02235859 CN 02235859 U CN02235859 U CN 02235859U CN 2556648 Y CN2556648 Y CN 2556648Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- high impact
- piezoelectricity
- controlling
- acceleration sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 31
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器，采用压电薄膜——一种柔性压电材料作为压电加速度传感器的敏感元件，解决敏感元件失效的问题和由于材料本身特性造成的零漂问题；在特制金属外壳内，预紧螺母通过质量块对压电薄膜施加一定的预紧力，预紧力的大小大于最大冲击所引起的力，避免敏感元件松动；在传感器内部增加了应力波隔离层制成的隔离基座中心压缩式、倒置中心压缩式等结构的传感器，可有效地消除侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器的基座应变和应力波等造成的影响。
Description
技术领域
本实用新型所属领域为传感器技术，涉及一种能测试侵彻高冲击过载环境下高达18万g加速度，及应用于高冲击环境下探测目标信息、提供控制信号的压电加速度传感器。
背景技术
目前，通常用于侵彻高冲击过载测控用的加速度传感器为压电式加速度传感器，传感器的敏感元件通常采用的是压电陶瓷或石英晶体，在侵彻高冲击环境下，由于压电陶瓷或石英晶体制成的加速度传感器表现出零漂、敏感元件失效等一系列问题，不能有效解决侵彻高冲击过载环境下加速度的测试问题。
发明内容
为了克服现有的侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器表现出零漂、敏感元件失效等一系列问题，本实用新型提供一种压电薄膜加速度传感器，该压电薄膜不仅能够解决高冲击环境下的敏感元件失效和零漂问题，而且价格低廉，体积小，耐用。另外，在加速度传感器的内部增加了应力波隔离层，用于隔离高冲击侵彻过程中产生的应力波。上述两项措施有效地消除基座应变和应力波对侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器造成的影响，从材料本身和结构设计上解决传感器零漂的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器，包括壳体、敏感元件、质量块、预紧螺母及接电片，接电片作为传感器的输出极，该传感器的敏感元件为柔性压电薄膜，并在传感器内部装入应力波隔离层。
本实用新型的有益效果是，可以有效地消除侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器的基座应变和应力波造成的影响，解决了传感器零漂的问题，从而有效地测试出侵彻高冲击环境下的加速度曲线，且结构简单，工作方便。
附图说明
图1是本发明的一种整体结构主视示意图。
图2是本发明的一种整体结构俯视示意图。
图3是本发明的一种整体结构主视示意图。
图4是本发明的一种整体结构俯视示意图。
图中的主要结构为：帽壳1、预紧螺母2、质量块3、压电薄膜4、金属垫片5、应力波隔离层6、绝缘套7、同轴去噪电缆8、基座9、接电片10、引出线11、隔离槽12。
具体实施方式下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
如图1、2所示，主要结构包括帽壳(1)、预紧螺母(2)、质量块(3)、压电薄膜(4)、金属垫片(5)、应力波隔离层(6)、绝缘套(7)、同轴去噪电缆(8)、基座(9)、接电片(10)、引出线(11)和隔离槽(12)。基座(9)上方的螺柱上按一定顺序装配有应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)、质量块(3)和预紧螺母(2)。应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)和质量块(3)的内侧，螺柱外侧装配有绝缘套(7)。预紧螺母(2)将应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)、质量块(3)及绝缘套(7)固定在基座(9)上。预紧螺母(2)通过质量块(3)施加给压电薄膜(4)一定的预紧力，预紧力的大小大于最大冲击加速度所引起的力，此时同轴去噪电缆(8)的输出为零。压电薄膜(4)是由两片环形的柔性压电材料叠放在一起，这种柔性的压电薄膜解决了侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器敏感元件失效和零漂问题，两片压电薄膜叠放在一起相当于两片压电薄膜并联，目的是提高传感器的灵敏度。两片压电薄膜的中间放置一个环形且局部伸出焊有引出线(11)的接电片(10)，作为传感器的一极(输出)，帽壳(1)与基座(9)通过螺纹连接在一起是传感器的另一极(地)，在传感器的内部增加了应力波隔离层(6)，有效地隔离了应力波对侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器敏感元件的作用。绝缘套(7)的目的是防止每片压电薄膜上下两个表面产生的电荷形成回路。帽壳(1)与基座(9)还有隔离一部分外界干扰的作用。隔离槽(12)的目的是隔热、隔应力，以增加传感器抗基座(9)变形的能力和对热的隔离。承受加速度时，压电薄膜(4)在质量块(3)的惯性力F的作用下，输出的电荷量为：Q＝2dijF，这里dij是压电系数，质量块的惯性力F＝ma，所以Q＝2dijma，由于对同一传感器而言，dij，m是常数，所以传感器的输出电荷Q与物体被测加速度a成正比，达到测加速度的目的。
如图3、4所示，主要结构包括帽壳(1)、预紧螺母(2)、质量块(3)、压电薄膜(4)、金属垫片(5)、应力波隔离层(6)、绝缘套(7)、同轴去噪电缆(8)、基座(9)、接电片(10)和引出线(11)。帽壳(1)的螺柱上按一定顺序装配有应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)、质量块(3)和预紧螺母(2)。应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)和质量块(3)的内侧，螺柱的外侧装配有绝缘套(7)。预紧螺母(2)将应力波隔离层(6)、金属垫片(5)、压电薄膜(4)、接电片(10)、质量块(3)及绝缘套(7)固定在帽壳(1)上。预紧螺母(2)通过质量块(3)施加给压电薄膜(4)一定的预紧力，预紧力的大小大于最大冲击加速度所引起的力，此时同轴去噪电缆(8)的输出为零。压电薄膜(4)是由两片环形的柔性压电材料叠放在一起，这种柔性的压电薄膜解决了侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器敏感元件失效和零漂问题，两片压电薄膜叠放在一起相当于两片压电薄膜并联，目的是提高传感器的灵敏度。两片压电薄膜的中间放置一个环形且局部伸出焊有引出线(11)的接电片(10)，作为传感器的一极(输出)，帽壳(1)与基座(9)通过螺纹连接在一起是传感器的另一极(地)，在传感器的内部增加了应力波隔离层(6)，有效地隔离了应力波对侵彻高冲击过载测控用压电加速度传感器敏感元件的作用。绝缘套(7)的目的是防止每片压电薄膜上下两个表面产生的电荷形成回路。帽壳(1)与基座(9)的还有隔离一部分外界干扰的作用。从整体上看，由预紧螺母(2)、质量块(3)、压电薄膜(4)、接电片(10)、金属垫片(5)、应力波隔离层(6)、绝缘套(7)和帽壳(1)组成的机构倒置安装在传感器基座(9)上，进一步消除了基座应变的影响。承受加速度时，压电薄膜(4)在质量块(3)的惯性力F的作用下，输出的电荷量为：Q＝2dijF01，这里dij是压电系数，质量块的惯性力F＝ma，所以Q＝2dijmna，由于对同一传感器而言，dij，m是常数，所以传感器的输出电荷Q与物体被测加速度a成正比，达到测量加速度的目的。
Claims (1)
1.一种侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器，包括壳体、敏感元件、质量块、预紧螺母及接电片，接电片作为传感器的输出极，其特征是：该传感器的敏感元件为柔性压电薄膜(4)，并在传感器内部装入应力波隔离层(6)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02235859 CN2556648Y (zh) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02235859 CN2556648Y (zh) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2556648Y true CN2556648Y (zh) | 2003-06-18 |
Family
ID=33710277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02235859 Expired - Fee Related CN2556648Y (zh) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2556648Y (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192690A (zh) * | 2011-04-23 | 2011-09-21 | 中北大学 | 一种气体炮过载试验检测装置 |
| CN102798460A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-28 | 北京理工大学 | 一种冲击式压电加速度传感器 |
| CN103792389A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-14 | 扬州英迈克测控技术有限公司 | 一种高冲击压电式加速度计 |
| CN108459173A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-28 | 北京强度环境研究所 | 一种应用于高g值冲击加速度传感器的机械滤波器 |
| WO2018224036A1 (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | 西人马（厦门）科技有限公司 | 三轴压电式传感器 |
| CN111624362A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-04 | 北京航天拓扑高科技有限责任公司 | 一种一体式仪表用压电加速度传感器 |
| CN112050854A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-08 | 中北大学 | 一种冲击射流压力振动复合测量装置及冲击射流压力振动复合测量方法 |
| CN112179223A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-05 | 沈阳理工大学 | 弹体侵彻多层硬目标计层感知模拟实验装置 |
| CN113985066A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-01-28 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种高冲击型加速度传感器及制作方法 |
| CN114062715A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 中北大学 | 一种基于薄膜的高g值线加速度传感器 |
-
2002
- 2002-05-17 CN CN 02235859 patent/CN2556648Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192690B (zh) * | 2011-04-23 | 2012-04-11 | 中北大学 | 一种气体炮过载试验检测装置 |
| CN102192690A (zh) * | 2011-04-23 | 2011-09-21 | 中北大学 | 一种气体炮过载试验检测装置 |
| CN102798460A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-28 | 北京理工大学 | 一种冲击式压电加速度传感器 |
| CN103792389A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-14 | 扬州英迈克测控技术有限公司 | 一种高冲击压电式加速度计 |
| US11162973B2 (en) | 2017-06-09 | 2021-11-02 | Fatri Unied Testing & Control (Quanzhou) Technologies Co., Ltd. | Three-axis piezoelectric accelerometer |
| WO2018224036A1 (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | 西人马（厦门）科技有限公司 | 三轴压电式传感器 |
| CN108459173A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-28 | 北京强度环境研究所 | 一种应用于高g值冲击加速度传感器的机械滤波器 |
| CN108459173B (zh) * | 2018-04-13 | 2023-08-11 | 北京强度环境研究所 | 一种应用于高g值冲击加速度传感器的机械滤波器 |
| CN111624362A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-04 | 北京航天拓扑高科技有限责任公司 | 一种一体式仪表用压电加速度传感器 |
| CN112179223A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-05 | 沈阳理工大学 | 弹体侵彻多层硬目标计层感知模拟实验装置 |
| CN112179223B (zh) * | 2020-08-21 | 2022-12-30 | 沈阳理工大学 | 弹体侵彻多层硬目标计层感知模拟实验装置 |
| CN112050854A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-08 | 中北大学 | 一种冲击射流压力振动复合测量装置及冲击射流压力振动复合测量方法 |
| CN114062715A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 中北大学 | 一种基于薄膜的高g值线加速度传感器 |
| CN114062715B (zh) * | 2021-11-05 | 2024-07-05 | 中北大学 | 一种基于薄膜的高g值线加速度传感器 |
| CN113985066A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-01-28 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种高冲击型加速度传感器及制作方法 |
| CN113985066B (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-13 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种高冲击型加速度传感器及制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN2556648Y (zh) | 侵彻高冲击过载测控用压电薄膜加速度传感器 | |
| US20180179050A1 (en) | Miniaturized and ruggedized wafer level mems force sensors | |
| CN111448446B (zh) | 在mems力传感器中的应变传递堆叠 | |
| CN111337119B (zh) | 一种高灵敏度的振动传感器 | |
| US20120144921A1 (en) | Increased sensor die adhesion | |
| WO2006060452A3 (en) | Piezoresistive strain concentrator | |
| CN103954394A (zh) | 基于介电高弹聚合物的柔性压力传感器及传感压力的方法 | |
| CN103245409A (zh) | 基于压电效应的mems仿生结构矢量水声传感器 | |
| CN209897223U (zh) | Mems麦克风 | |
| EP4050312A1 (en) | Piezoelectric mems acoustic sensor | |
| CN101881676A (zh) | 嵌入式单晶硅腔体的六边形硅膜压阻式压力传感器及方法 | |
| CN105716705B (zh) | 多重应力集中式mems仿生水听器 | |
| CN1672023A (zh) | 电容压力传感器 | |
| CN101762720A (zh) | 一种压电式加速度传感器 | |
| CN112304483B (zh) | 一种组合式自解耦压电薄膜三维力传感器及其测量方法 | |
| CN110987159B (zh) | 声压传感器 | |
| CN203164200U (zh) | 压电式加速度传感器 | |
| CN112082674A (zh) | 一种基于正挠曲电效应的土压力测量盒 | |
| CN102967729A (zh) | 一种压阻式mems加速度计 | |
| CN1737510A (zh) | 压阻式矢量水听器及制备方法 | |
| CN101477139B (zh) | 基于磁致伸缩与压电效应的无功耗加速度计 | |
| CN2854532Y (zh) | 压阻式矢量水听器装置 | |
| CN201322756Y (zh) | 一种压电环-金属壳结构加速度计 | |
| CN201628722U (zh) | 一种大检测电容的微惯性传感器 | |
| CN110849469A (zh) | 一种圈梁结构高性能压电加速度计 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20030618 Termination date: 20100517 |