[发明专利]一种基于电晕放电原理的高冲击加速度检测方法及传感器

摘要

本发明提出了一种基于电晕放电原理的高冲击加速度检测方法及加速度传感器，与热对流式加速度传感器类似的地方是均采用气体作为“检测质量块”，但检测原理完全不同本发明利用加速度引起气体压强变化并引起电晕放电特性变化的原理，最终通过检测放电电流脉冲重复频率来检测加速度。本发明的加速度传感器的核心结构是针‑板电晕放电结构，构造简洁，工艺简单，成本低。本发明提出的高冲击加速度检测方法利用气体局部微电离特点，响应速度快；同时将加速度测量转化为差动频率测量，直接数字化输出，电路简单，抗干扰能力强。

主权项

一种基于电晕放电原理的高冲击加速度传感器，其特征在于，所述传感器包括直流电压源#1、直流电压源#2、限流电阻#1、限流电阻#2、针尖电极#1、针尖电极#2、电极支撑体#1、电极支撑体#2、平板电极#1、平板电极#2、密封腔体、采样电阻#1、采样电阻#2以及信号检测电路；其中，所述直流电压源、限流电阻、针尖电极、电极支撑体、平板电极、采样电阻构成电晕放电结构；所述电极支撑体为非导电体，与密封腔体连接，保证气密封，构成一个密封腔；平板电极#1和平板电极#2位于密封腔内，所述平板电极都具有孔隙，气体可以自由穿过；所述平板电极与电极支撑体连接；所述针尖电极穿通电极支撑体并保证气密封；所述平板电极通过导线并穿过电极支撑体引出后与采样电阻连接；所述限流电阻用于限制针‑板电极之间的气隙意外完全击穿时的电流大小；所述信号检测电路分别连接采样电阻#1、采样电阻#2，对两路电晕放电结构的特里切尔脉冲信号进行检测，进而测量出加速度值，具体地，所述信号检测电路包括运算放大电路#1、运算放大电路#2、整形电路#1、整形电路#2和频率测量电路；所述信号检测电路将两路特里切尔脉冲信号分别经过运算放大电路#1和运算放大电路#2进行适当放大，然后再经过整形电路#1和整形电路#2整形为方波信号，最后经过频率测量电路计算出两路特里切尔脉冲频率之差ΔF，进而检测出加速度a的大小。