[发明专利]电荷输出元件及环形剪切式压电加速度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电荷输出元件及环形剪切式压电加速度传感器。

背景技术

压电传感器由不同材料的多种结构装配而成，其输出信号与系统所受振动加速度成正比，因此不同材料多种结构的装配令系统整体接触刚度不足，以致压电传感器的频率响应特性和谐振偏低，影响其输出信号的可靠性。

为了实现环形剪切压电加速度传感器中压电陶瓷、基座和质量块之间的安装，目前一般是使用环氧胶粘结合的方式，该方式虽然解决了压电陶瓷和基座之间的结合问题，但对连接层之间的环氧胶品质及操作要求很高，如环氧胶含杂质或操作产生气泡，则导致产品整体刚度不足，从而使传感器整体刚度降低，影响频响特性。另外胶粘工艺需长时间的烘烤时间，使得安装周期很长。

发明内容

本发明实施例提供一种电荷输出元件及环形剪切式压电加速度传感器，旨在提高系统刚度的同时能够有效缩短安装周期。

本发明实施例一方面提供了一种电荷输出元件，包括底座，包括支撑部及位于支撑部上的柱状连接部，连接部上设置有沿连接部轴向延伸形成的安装孔；压电元件，套设在连接部外，压电元件与连接部之间形成环形间隙；质量块，套接在压电元件外部且在支撑部上方悬空设置；预紧件，插设于环形间隙，预紧件于环形间隙内呈环形分布，预紧件包括相对的第一端和第二端端，第二端靠近支撑部，且预紧件的靠近第一端的厚度大于第二端的厚度；锁固件，包括相互连接的柱状部和止挡部，柱状部与安装孔配合锁固上述各个元件，止挡部抵押预紧件第一端，以使预紧件提供径向的预紧力紧固压电元件、质量块和底座。

根据本发明的一个方面，预紧件包括至少两个楔形块，至少两个楔形块沿连接部的周向于环形间隙内呈环形分布，每个楔形块的厚度沿第一端到第二端的方向线性减小。

根据本发明的一个方面，至少两个楔形块为将一楔形环体沿其轴向切割形成。

根据本发明的一个方面，每个楔形块包括由所述第一端至所述第二端方向延伸的、相对的内环面及外环面，所述至少两个楔形块的内环面均与所述连接部贴合设置，所述压电元件套接在所述至少两个楔形块的外环面上。

根据本发明的一个方面，压电元件与至少两个楔形块的外环面直接接触设置。

根据本发明的一个方面，至少两个楔形块的外环面与竖直设置。

根据本发明的一个方面，压电元件包括将一圆环体沿其轴向切割形成的至少两个圆环瓣体。

根据本发明的一个方面，连接部的外环面沿其轴向设置有支撑凸缘，支撑凸缘的高度高于支撑部所在平面，压电元件抵靠在支撑凸缘上。

根据本发明的一个方面，质量块为环形结构体，包括相对的内环面和外环面，质量块的内环面具有凹块，质量块通过凹块挂设在压电元件外。

根据本发明的另一个方面，提供一种环形剪切式压电加速度传感器，包括上述的电荷输出元件。

在本发明实施例中，锁固件的柱状部与安装孔配合锁固各元件的过程中，止挡部抵押预紧件的第一端下行，由于预紧件第一端到第二端的厚度不一致，导致预紧件在止挡部的压力下向支撑部靠近，预紧件在下行过程中会向外扩张，挤压压电元件，而质量块套设在压电元件外，阻止压电元件扩张，从而整个系统在锁固件的安装过程中相互挤压，令各部件之间紧密配合，提高系统的刚度，由于电荷输出元件的各零部件之间均为刚性接触，可以大幅度提升整体结构的接触刚度，无需胶粘，有效缩短了电荷输出元件的安装周期。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本发明实施例的一种电荷输出元件的结构示意图；

图2是沿图1中A-A方向的剖视图；

图3是本发明实施例的一种电荷输出元件的预紧件的结构示意图；

图4是本发明实施例的一种电荷输出元件的压电元件的结构示意图；

图5是本发明实施例的一种电荷输出元件的底座的结构示意图。

附图标记说明：100、电荷输出元件；110、底座；111、支撑部；112、连接部；113、安装孔；114、支撑凸缘；120、压电元件；130、质量块；131、凹块；140、预紧件；141、楔形块；142、第一端；143、第二端；150、锁固件；151、柱状部；152、止挡部；

具体实施方式