[实用新型]振动和冲击传感器

说明书

(一)所属领域

本实用新型涉及将力学量转换为电学量的能量形式转换器件，具体说是一种将振动或冲击信号转换成电压信号输出的振动和冲击传感器。

(二)背景技术

专利号为ZL 95202974.X中的冲击传感器，由外壳、弹簧、螺栓、基板、磁体和控制电路构成，它是依靠弹簧的回复力带动磁块运动，在感应线圈中产生感应电压，从而检测到冲击量的大小，其反应速度和灵敏度均取决于弹簧的回复时间，因此受弹簧的限制，反应速度和灵敏度相对较低，且直接受弹簧疲劳极限的影响，使传感器的使用寿命大大降低。

在现有传感器中还有使用压电陶瓷制作的冲击传感器，如《传感器技术》1991年第四期中报道的篇名为《内装集成电路压电式冲击传感器》中介绍的冲击传感器，该传感器是将振动冲击量传递至压电陶瓷片上，使压电陶瓷产生电压，而实现振动量的检测。其传感器的性能取决于压电陶瓷的性能，由于压电陶瓷存在老化衰减的问题，而且抗压强度低，因而影响到传感器的寿命，而且压电陶瓷的反应速度低，所以灵敏度远不如现有的新型功能材料——稀土大磁致伸缩材料。

(三)发明内容

本实用新型

的目的是提供一种利用新型功能材料——稀土大磁致伸缩材料，结构设计独特、线性度好、工作稳定可靠、抗冲击性能好、灵敏度高、反应速度快、输出信号强的振动和冲击传感器。它属电压型传感器，抗干扰性能好，控制电路简单，易实现。

实现本实用新型目的的技术方案为：

一种振动和冲击传感器，包括外壳、感应线圈、端盖、连接杆和接口组成，它还包括磁致伸缩材料，磁致伸缩材料和感应线圈组成独立单元分布在外壳的环状槽中，磁致伸缩材料和感应线圈的上端设有端盖，连接杆将端盖与外壳连接。

磁致伸缩材料可以呈棒状放置于感应线圈中间，并以此为单元垂直分布在端盖和外壳的圆腔中。

磁致伸缩材料也可以呈圆环片层状分布于端盖和外壳的圆腔中，感应线圈置于磁致伸缩材料片与片之间。

所述的磁致伸缩材料还可以呈棒状放置于感应线圈中间，并以此为单元与外壳轴线形成一固定角度，分布在端盖和外壳的圆腔中。

本实用新型依靠磁致伸缩材料优异的性能，结合本身独特的结构设计，具有响应速度快、灵敏度高、线性度好、输出信号强、抗冲击、抗干扰、使用寿命长、工作稳定可靠等优点，可满足各种场合的应用。

(四)附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图

图2是本实用新型实施例2的结构示意图

图3是本实用新型实施例3的结构示意图

(五)具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步详细地叙述：

如图1所示，感应线圈2的中间有间隙地放有棒状的磁致伸缩材料1，由磁致伸缩材料1和感应线圈2组成的单元在外壳3的环状槽中分布，这样的单元可以有若干个，端盖4直接压在每个单元中的磁致伸缩材料上，连接杆5和外壳3螺纹连接，依靠端盖4上的台阶将端盖压在磁致伸缩材料1上，这样使材料压在端盖和外壳之间，连接杆5可以调节施加在材料上的预应力，使传感器达到最佳效果。若干个感应线圈串联连接，输出感应电压信号至接口6，外部电路可直接从接口处获取电信号。

本实用新型传感器的结构也可以如图2所示，在图2中磁致伸缩材料1呈片层状分布于端盖3和外壳4形成的圆腔中，感应线圈2置于磁致伸缩材料1的片与片之间，连接杆5将端盖4和外壳3连接，并借助壳体上的螺纹和壳体上的台阶向磁致伸缩材料1施加预应力。在该结构中，磁致伸缩材料片呈圆环层状，它和圆环状的感应线圈2相间层状分布，可以是若干层结构。

本实用新型传感器的结构还可以如图3所示，图3中磁致伸缩材料1呈棒状放置于感应线圈2中间，并以此为单元圆环分布在端盖3和外壳4形成的圆腔中，其中的棒状磁致伸缩材料1与外壳3轴线形成一固定角度。该结构将垂直冲击量分解，使灵敏度和量程进一步提高。

当有振动冲击信号作用于端盖4或外壳3底部时，端盖和外壳发生的微观弹性变形使材料1在受力方向发生微观变形，磁致伸缩材料1以微秒级的响应速度在材料周围产生与振动冲击量成线性变化的磁场，该磁场在感应线圈2中产生与磁场变化成线性关系的感应电动势叠加后输出至接口6，即实现了从振动冲击信号向电信号的转换，达到了传感的目的。