[发明专利]一种加速度传感器

说明书

本发明公开了一种加速度传感器，包括外壳上部、弹簧悬臂、外壳下部及弹簧片，其中，弹簧片固定于外壳上部与外壳下部之间，弹簧片为环形结构，弹簧悬臂的一端固定于弹簧片的内壁上，弹簧悬臂的另一端设置有惯性质量永磁铁，外壳上部的顶部中心位置处安装有霍尔元件，弹簧片、外壳上部及外壳下部围成的腔体内填充有磁流体，该传感器的检测频带范围宽，且结构简单，体积小，稳定性较好。

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种加速度传感器。

背景技术

传感技术的发展对于推动工业社会变革进程具有极为重要的意义。在工业场景中，加速度传感器作为除压力传感器外使用频率最高的传感器，其技术的改进和研究具有重要意义。近年来新材料、新结构在加速度传感器上的应用是加速度传感技术的趋势和发展方向。随着工业使用范围的不断扩大，使用要求的不断提高，研究提高加速度传感器使用频带的方法和结构具有重要意义。

磁流体是一种由磁性纳米颗粒、表面活性剂和基载液组成的胶状液体。作为一种新型“智能材料”，磁流体在加速度传感器上应用研究引起了国内外学者的重视。按照惯性质量的不同，目前磁流体加速度传感器主要可分为磁流体作惯性质量、非导磁体作惯性质量和永磁体作惯性质量三种类型。目前磁流体在加速度传感器的应用研究取得了一定的成果，按照惯性质量的不同一般分为磁流体作惯性质量、非导磁体作惯性质量和永磁体作惯性质量三种类型。磁流体作惯性质量的加速度传感器适用于超低频微小加速度的测量，由于采用电磁感应原理进行检测，线圈的设计使得传感器体积庞大并且实际测量结果线性度不好，无实用价值。非导磁体作惯性质量的磁流体加速度传感器利用磁流体的一阶悬浮效应，使非导磁体悬浮于受梯度磁场作用的磁流体中，通过电容检测惯性力作用下的非导磁体位移，灵敏度高，但体积大、质量重、测量范围小。永磁铁做惯性质量的加速度传感器通过永磁铁在磁流体中的二阶悬浮力提供回复力，惯性作用下磁铁移动，通过电感对变化的磁场进行检测，从而实现加速度测量，该类型传感器稳定性差、体积大、测量范围小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种加速度传感器，该传感器的检测频带范围宽，且结构简单，体积小，稳定性较好。

为达到上述目的，本发明所述的加速度传感器包括外壳上部、弹簧悬臂、外壳下部及弹簧片，其中，弹簧片固定于外壳上部与外壳下部之间，弹簧片为环形结构，弹簧悬臂的一端固定于弹簧片的内壁上，弹簧悬臂的另一端设置有惯性质量永磁铁，外壳上部的顶部中心位置处安装有霍尔元件，弹簧片、外壳上部及外壳下部围成的腔体内填充有磁流体。

惯性质量永磁铁位于弹簧片的中间弹性位移处。

外壳上部、外壳下部及弹簧片通过螺钉固定。

弹簧悬臂为直臂结构或者弯臂结构。

惯性质量永磁铁为实心圆柱形永磁铁、实心方形永磁铁或带孔永磁铁。

惯性质量永磁铁的数量为一个或多个。

磁流体由基载液及悬浮颗粒组成，其中，基载液为煤油基、柴油基及脂基中的一种或几种按任意比例混合的混合物，悬浮颗粒为铁磁性纳米颗粒。

霍尔元件为线性霍尔元件，其中，霍尔元件的输出电压与其所在磁场的强度成正比。

弹簧悬臂的数量为一个或者多个。

本发明具有以下有益效果：