[实用新型]力平衡振动传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于测量低频振动信号及大地脉动信号的传感器。

背景技术

传统的振动电容传感器，它利用谐振片振荡改变电容量的原理实现对被振动物体检测，适合于检测各种物体振动，自动化控制之用，使用效果好，方便、可靠，抗声波电磁场干扰能力强，但是其在测量低频振动信号及大地脉动信号时精确度低，无法获得所需要的低频振动信号及大地脉动信号，例如公开号为2149661的振动传感器。

实用新型内容

为了解决现有的测力传感器在测量低频振动信号及大地脉动时精确度低的问题，从而研制了一种力平衡振动传感器，它由外壳、印制板、上部件和下部件构成，上部件、下部件和印制板位于外壳与下部件的下表面所形成的封闭空腔内，上部件和下部件通过紧固件固定；所述上部件包括上极板、中间极板、上质量块、线圈和线圈附座，上极板固定在上质量块的下表面，中间极板悬于上极板的正下方且留有间隙，线圈缠绕在线圈附座的外表面上，并且线圈附座固定在中间极板的下表面上；所述下部件包括永磁体、下极板和下质量块，下极板固定在下质量块的上表面，永磁体固定在下质量块上；所述上部件的线圈置于所述下部件的永磁体所形成的环形磁隙中，中间极板的边缘悬于所述下极板的正上方且留有间隙，上极板、中间极板和下极板分别与印制板的信号处理端相连，印制板上的电路将中间极板与上极板和下极板的相对位移转化为电压信号，此电压信号经过放大后由反馈电路以电流的形式输出给线圈的两端。

本实用新型的敏感元件是附加在可动质量上的可变电容器，所述可动质量即中间极板，其下面连着一个施加平衡力的线圈，线圈正好落在一个环形磁隙中，磁隙的磁场由新型强材料钕铁硼永磁体提供。当被测物体运动时，电容器的动片和定片之间产生相对位移，该相对位移经电路变为电压信号，被放大后经由反馈电路以电流的形式送给可动质量上的线圈，通过线圈与环形磁隙磁场的相互作用产生一个与被测加速度施加给可动质量的大小相等、方向相反的安培力，这就是力平衡的来历。加速度计的输出电压与反馈电流成比例，自然就与被测加速度成比例了。

本实用新型的特点是：采用圆柱形铝合金外壳坚固耐用、体积小、零漂小、分辨率高、频率响应范围为DC～120HZ、动态范围大于120DB，可以广泛地应用于地震、建筑、军事、交通、机械、航海等领域的振动测量。

附图说明

图1是本实用新型的剖面示意图，图2是所述上部件11的仰视图，图3是所述下部件12的俯视图，图4是所述印制板9的电路结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1至图3，本具体实施方式的传感器由外壳10、印制板9、上部件11和下部件12构成，上部件11、下部件12和印制板9位于外壳10与下部件12的下表面所形成的封闭空腔内，上部件11和下部件12通过紧固件固定；所述上部件11包括上极板1、中间极板2、上质量块5、线圈7和线圈附座8，上极板1固定在上质量块5的下表面，中间极板2悬于上极板1的正下方且留有间隙，线圈7缠绕在线圈附座8的外表面上，并且线圈附座8固定在中间极板2的下表面上；所述下部件12包括永磁体6、下极板3和下质量块4，下极板3固定在下质量块4的上表面，永磁体6固定在下质量块4上；所述上部件11的线圈7置于所述下部件12的永磁体6所形成的环形磁隙4-1中，中间极板2的边缘悬于所述下极板3的正上方且留有间隙，上极板1、中间极板2和下极板3分别与印制板9的信号处理端相连，印制板9上的电路将中间极板2与上极板1和下极板3的相对位移转化为电压信号，此电压信号经过放大后由反馈电路以电流的形式输出给线圈7的两端。所述永磁体6为中空结构体，且所述永磁体6的内部填充有阻尼液。所述外壳10采用铝合金制成，整个传感器成圆柱形。所述永磁体6采用新型强材料钕铁硼材料。如图2所示，所述上部件11均匀开有四个轴向通孔18，如图3所示，所述下部件12均匀开有四个轴向螺纹盲孔19，螺钉等紧固件(如图1所示螺钉16、17)穿过通孔18插入盲孔19中使上部件11和下部件12固定在一起。

具体实施方式二：参见图1至图3，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述下质量块4为圆柱体，所述下质量块4的中部开有一圆形盲孔，所述永磁体6固定于所述盲孔的中心，且所述永磁体6的外壁与所述盲孔的壁之间留有环形间隙，此环形间隙构成所述环形磁隙4-1。其他组成与具体实施方式一相同。本具体实施方式采用内嵌式结构实现环形磁隙，方法简单，缩小了传感器的体积。