[实用新型]改进型三角剪切标准加速度传感器

说明书

本实用新型公开了一种改进型三角剪切标准加速度传感器，属于传感器技术领域，解决了传统加速度传感器测量精度差、同一批次产品特性差异大，灵敏度一致性差，产品稳定性差的问题，主要包括基座、壳罩、正三棱柱、压电元件组，该压电元件组包括多个依次层叠的压电元件，压电元件包括两片压电片和导电片。本实用新型测量精度高，层叠式结构设计能够使石英剪切片内部应力在层与层叠加间隙处得到释放；负载能力大，对非振动干扰信号、瞬态温度影响有很好的隔离作用；产品性能稳定，灵敏度一致性程度高，装配工艺简化，是从事振动测试、校准和检定等单位的值得信赖的标准传感器。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体地说，尤其涉及一种负载能力强、测量精度高、产品性能稳定、结构设计制造容易的改进型三角剪切标准加速度传感器。

背景技术

传感器的校准也称为标定，它是通过试验建立传感器的输入量与输出量之间的关系，同时也确定不同使用条件下的误差关系。振动测量中所使用的各类传感器，它的各项性能指标如灵敏度、线性度、频率响应特性等，对测量数据的精度和可靠性直接产生影响。因此，为了保证结果的正确性和统一性，根据国家计量检定规程(JJG134-2003,JJG297-1997，JJG233-2008)，必须定期对传感器进行校准，一般校准周期为一年。标准加速度传感器也应运而生，标准加速度传感器主要用于振动传感器的“比较法”校准。目前使用比较普遍的标准传感器为丹麦BK公司的8305和美国ENDEVCO公司的2270。BK公司的8305和美国ENDEVCO公司的2270这两款标准传感器的结构形式均为中心压缩型，国内一些厂家生产的标准加速度传感器大都也是采用中心压缩结构。

这种结构会带来一些问题：1)按照压电式加速度计国家计量检验规程JJG233-2008，当采用比较法校准传感器灵敏度时，通常采用背靠背的方式，即被校传感器刚性安装在标准传感器的上部。这种方法由于被校传感器有一定的重量，会影响标准传感器灵敏度的变化；当被校传感器重量小于100克时，校准精度在±1％。而被校传感器重量＞100克时，测试误差则随重量增加而增加。这主要是被校传感器的重量导致压缩结构的标准传感器由于基座应变引起灵敏度的变化。为了减小上述原因造成的误差，测试时往往需要增加负载块；由于该组件的安装谐振频率的影响，当校准传感器频响(测试频响＞2kHz)时，必须拆除此装置，才能保证频响测试的准确性。2)中心压缩型传感器对声场、磁场、瞬变温度等环境因素的敏感度比较大，容易引起较大的环境噪声，因而导致稳定性也相对较差。

专利申请号为2018204755733、申请日为2018.04.04、发明创造名称为抗恶劣环境的三角剪切式压电加速度计的中国专利，其公开了一种工作频率宽，幅值线性度小，最大横向灵敏度比小的三角剪切结构式加速度传感器，但该技术方案内部结构设计不合理，单一的压电片固定安装在敏感组件顶部正三棱柱结构的上表面，压电片感应惯性力灵敏度较差，从而导致整个产品测量精度较差；此外，在装配过程中，压电片上会产生应力，单一压电片结构设计其内部应力无法释放，该应力的存在会对压电效应产生的电荷的运动轨迹产生影响，从而造成同一批次产品特性差异大，灵敏度一致性差，产品稳定性能差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种负载能力强、测量精度高、产品性能稳定、结构设计制造容易的改进型三角剪切标准加速度传感器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种改进型三角剪切标准加速度传感器，包括设有输出插座的基座、与所述基座固接的壳罩，所述基座上设有延伸至所述壳罩内部的正三棱柱，所述壳罩内设有沿垂直于所述正三棱柱中心轴线方向、并贴合所述正三棱柱外侧壁分布的压电元件组；

所述压电元件组包括多个依次层叠的压电元件；所述压电元件包括两片压电片，两所述压电片之间夹紧设有与之形成良好导电连接的导电片，多个所述导电片串联或并联连接后经引线与所述输出插座的芯线导电连接；