[其他]振动系统式电测传感器

说明书

本实用新型是关于电测系统的传感器，特别是关于检测加速度、冲击、振动等机械量的传感器。

有些机械产品在检验时，需要对某些固定的机械量进行检测，诸如量规、塞规等，而对于加速度、冲击、振动等机械量的检测，广泛使用非电量的电测系统，根据《非电量电测技术》（机械工业出版社）公开的电测系统的传感器，由质量块和弹性元件组成的振动系统，以及在弹性元件上安置的应变元件构成，其输出为模拟信号，必须附加测量电路、放大器、指示器等，当用于对上述机械量超过或低于预定值的检测时，显得复杂和不够经济，限制了它的使用范围，同时对于安装的要求较高。

本实用新型的目地在于：设计一种造价低廉、使用灵活方便的传感器，其作用相当于固定量限的量具，即可对加速度、冲击和振动等机械量超过或低于预定值进行检测，并可利用传感器输出的脉冲信号作显示和控制。

这种传感器有一个底板或壳体，底板上有一个或多个由质量块和弹性元件构成的振动系统，还有一个或多个与质量块相互绝缘的导电的限位元件。限位元件安置在质量块运动轨迹的方向上，并且与质量块间的相互距离是预先确定的。质量块与限位元件构成了导电的接触对。静态时，当振动系统的阻尼、质量块的质量、弹性元件的刚度为一确定值时，质量块与限位元件间的距离即为加速度、冲击、振动等机械量对应的预定值：对于给定的振动系统，调整质量块与限位元件相互间的距离，即改变了传感器的预定值。当壳体（即被测件）受到加速度、冲击或振动时，质量块相对于壳体产生位移，如上述量等于或大于预定值时，质量块将产生较大位移并与限位元件接触，输出一脉冲信号，配以适当的触发电路，即可进行显示、控制或检测。

本实用新型的进一步改进是：在振动系统上加接一个或多个沿其自由端伸展的导电杆，此时导电杆的自由端与限位元件构成电接触时。该导电杆用于放大质量块的位移，放大倍数由其长度确定。这样，在相同灵敏度的条件下，传感器的体积缩小了。

本实用新型的另一改进是：在检测振动时，将限位元件改为由弹性元件或振动系统支承，这样可以适应壳体安装时的各种位置。如果将弹性元件按适当弧度弯曲，或将弹性元件按适当比例折弯成适当的角度，这样不但壳体安装时的位置不受限制，还能检测到来自任意方向上的振动。

传感器中的弹性元件可以是轴状的、螺旋状的、等截面杆状或片状的弹簧，也可以是等强度弹簧。其材料除金属外，还可以用橡胶或导电橡胶、具有弹性的塑料等。限位元件可以用导电材料根据不同的使用需要做成各种形状，还可以做成可调的。质量块可做成在导电杆或弹性元件上可移动调整的，能够调节振动系统的固有频率。

传感器的构成形式实际上是根据不同的使用要求，将上述各特征进行不同的组合。

本实用新型具有结构简单、体积小、安装要求不高、显示直观的特点，适用于产品检验、教学演示、军事、保安等方面，还可用于碰撞事故的记录分析。在用于加速度、冲击。振动等机械量超过或低于预定值的检测时，对传感器的安装位置要求不高，抗干扰能力强；由于输出是开关量的信号，对显示和控制而言，外电路极其简单，可以做到无信号时耗电极微，特别适用于多点遥测和电源必须长期工作的场合，并由于成本低廉而具有广泛应用的价值。

本实用新型有如下实施例简图：

图1.一种传感器的立体图。在绝缘底板2上固定有两个限位元件5，及三个由质量块4和弹性元件3构成的振动系统6，这样的传感器有三个预定值。当平行于底板2的加速度、冲击、振动等力F作用于底板2时，质量块便在箭头方向产生位移，并先后与限位元件5接触，在其引出线8上分别接以触发显示电路，即可显示出F高于某一预定值或低于某一预定值，并可显示两脉冲信号的间隔时间。

图2.一种传感器的立体图。在绝缘底板2上有八个同样的限位元件5，并按预定距离互相绝缘地均布在振动系统6的周围。由于弹性元件3的截面是圆形的，传感器可测知来自平行于底板2任何方向的加速度、冲击和振动的预定值，并能测知其方向。

图3.一种传感器的示意图，其中限位元件5和振动系统6为立体图。壳体1中固定有三个圆形限位元件5，它们有各自不同的预定直径，当壳体1受到力F的作用时，导电橡胶制成的质量块4产生位移，并与限位元件接触，可有三个档次的预定值。由于采用了轴状弹性元件3，对平行于与弹性元件3轴线垂直的平面内的力F，均有相同的灵敏度，因此在安装时仅对一个平面有要求。

图4.一种传感器的示意图。具有渐变直径的限位元件5，在弹性元件3或导电杆7的轴线方向上可移动，可以调整限位元件5与质量块4或导电杆7间的预定距离。