[发明专利]一种应变式加速度传感器

说明书

本发明提供一种应变式加速度传感器，具体包括对照传感单元、测量传感单元、电路及处理单元；所述的测量传感单元设置于需测量加速度的位置；所述的对照传感单元设置于无振动或振动较小的位置，且所处温度与测量传感单元所处温度相同；该传感器无需温度补偿单元，可以适应较大的温度范围，特别适合测量环境温度变化较大但环境内各个位置温度较为平均，且需要在多点测量加速度的情况。

技术领域

本发明属于传感测量领域，更具体的说是一种应变式加速度传感器。

背景技术

加速度传感器是一种用于加速度测量的传感器。通常由质量块、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速度作用下，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律即可获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。加速度传感器的用途非常广泛，主要用于飞行器的控制，机器人姿态控制，自动化工业生产，航空发动机和工程机械发动机的监测和检修等。

由于加速度传感器所用弹性元件、敏感元件的性能会随温度变化，因此加速度传感器都有特定的使用范围，如果使用环境的温度变化较大，需要设置温度补偿单元。

应变式加速度传感器的原理是通过悬臂梁的形变来测量加速度，具有结构简单、成本低等优点。

发明内容

本发明的目的是，提供一种无需温度补偿单元的应变式加速度传感器。

具体包括对照传感单元、测量传感单元、电路及处理单元；所述的测量传感单元设置于需测量加速度的位置；所述的对照传感单元设置于无振动或振动较小的位置，且所处温度与测量传感单元所处温度相同；

所述的对照传感单元包括第一壳体、第一弹性悬臂梁、第一应变片、恒流线圈、测量线圈；所述的第一弹性悬臂梁的固定端固定在第一壳体上，悬臂端在第一壳体内部；所述的第一应变片粘贴在第一弹性悬臂梁上；所述的恒流线圈设置于第一壳体内部，恒流线圈水平设置，位于第一弹性悬臂梁的上方或者下方；所述的测量线圈设置在第一弹性悬臂梁上，且位于恒流线圈一侧，测量线圈水平设置；工作时，恒流线圈通入恒定直流电；测量线圈通入恒定直流电或脉冲式直流电；

所述的测量传感单元包括第二壳体、第二弹性悬臂梁、第二应变片、质量块；所述的第二壳体、第二弹性悬臂梁、第二应变片结构及连接方式均与所述的对照传感单元中的第一壳体、第一弹性悬臂梁、第一应变片相同；所述的质量块安装在第二弹性悬臂梁上；

所述的电路及处理单元接收对照传感单元中第一应变片和测量传感单元中第二应变片的输出信号；通过比较第一应变片和第二应变片的输出信号，得到测量传感单元中质量块的受力，进而得到需测量的加速度数值。

作为优选所述测量传感单元有多个。

作为优选所述测量传感单元中还包括对照线圈；所述的对照线圈和测量线圈结构相同、相对位置相同，但对照线圈不通入电流。

作为优选所述的第一壳体和第二壳体中充入相同的硅油。

作为优选所述的测量线圈中通入的脉冲式直流电频率在10—100Hz。

作为优选所述的第一壳体、第一弹性悬臂梁、第二壳体、第二弹性悬臂梁、质量块，采用非磁性材料或弱磁性材料制造。

作为优选所述的第一弹性悬臂梁、第二弹性悬臂梁、质量块采用钨制造；所述的第一壳体、第二壳体采用高温工程陶瓷材料制造。

本发明有益效果：

1、本发明的传感器无需复杂的温度补偿单元，也无需额外的温度测量单元(很多温度补偿方法需要测量工作温度)，可自动适应温度变化，适应较大的温度范围。