[实用新型]差动式石英晶片机械量传感器

说明书

本实用新型涉及一种机械量传感器，特别是一种由石英晶片为敏感元件的机械量传感器。

现在市场上出售的用石英晶片作敏感元件的机械量传感器有两种：一种是单个石英晶片作为敏感元件，该种传感器不能解决由石英晶体本身及传感器结构所产生的迟滞，因而在测试机械量时精度较低。另一种传感器采用双石英晶片或多石英晶片作为敏感元件，但其中仅一只晶片感受被测参数，其它晶片不感受被测参数。这样虽可以解决温漂，仍无法解决传感器的迟滞，因而仍不能实现对被测参数的高精度测试。

本实用新型的目的是提供一种能够高精度地测试被测参数的机械量传感器。

为达上述目的，本实用新型提出一种差动式石英晶片机械量传感器。它包括有受力柱、力传递体、预紧装置、底座、固定框架、两个或多个石英晶片，其中所述的受力柱与带有型槽的力传递体的一端相连；带有型槽的底座与设有预紧装置的固定框架相连；所述的两个或多个石英晶片位于底座与力传递体之间，经型槽固定。

为了排除力传递体的挠动，提高测试精度，可在受力柱与力传递体相连端之间增加一个抗挠度连杆。

为了保证外力定向、抗偏载传递，消除干扰因素，在受力柱与固定框架之间可以连结一个导向装置。

当外力作用于传感器的受力柱时，通过力传递体将外力传递到石英晶片，使石英晶片受力后产生频率变化，通过测量石英晶片频率变化之差精确地测出外力大小。

该传感器结构简单，测试精度高。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1至图4是两片石英晶片工作在同向力敏角度情况下的几个实施例。

图5至图6是两片石英晶片工作在异向力敏角度情况下的两个实施例。

如图1所示，受力柱1通过抗挠度连杆9与力传递体2的一端相连，在固定框架7上设置有预紧装置3，通过预紧装置3预紧底座4，使底座4在整个测试过程中位置固定不变。底座4与固定框架7相连，在力传递体2上和底座4上分别有型槽6、10，用作固定石英晶片5，石英晶片5通过型槽固定在力传递体2和底座4之间，在受力柱1和固定框架7之间用导向装置8连接。当外力加到受力柱1时，受力柱1向下移动，带动力传递体2的左端向下移动，右端向上移动，左端的石英晶片受向下力而伸展，右端的石英晶片受向上力而被压缩。这时可通过加在石英晶片上的测试电路测出两片石英晶片5的频率之差，从而精确地测出外力大小。

图2至图4分别示出了预紧装置3，底座4和石英晶片5位置变动后的各种实施例。图1中，预紧装置3、底座4和石英晶片5均在力传递体2的同一侧，分别位于力传递体2的两端。图2中，在力传递体的两侧各有一个预紧装置3，底座4和石英晶片5。图3和图2相比，仅仅将力传递体由一个变成两个。图4中，还可以以A—A’为对称线，将左端的石英晶片5、预紧装置3、底座4的位置放置在对称端。

图5和图6是两片石英晶片工作于异向力敏角度时的两种实施例。图5中，当外力加到受力柱1上，通过力传递体2作用到石英晶片5上时，两片石英晶片5受力的方向是相同的，这时因两片石英晶片5放置的力敏角度不同，一只工作在正向特性状态，一只工作在负向特性状态。同样可通过测试电路精确测出两只石英晶片的频率之差，从而测出外力的大小。图6是一种简易实施例，没有受力柱，外力直接作用于力传递体2上，其工作状态与图5所示实施例相同。

如果对外力的测试精度要求更高，可以在力传递体2与底座4之间增加石英晶片5的数量，也可以同时增加力传递体2、底座4、预紧装置3和石英晶片5的数量。