[发明专利]电荷输出元件、装配方法和压电加速度传感器

说明书

本发明提供一种电荷输出元件、装配方法和压电加速度传感器。该电荷输出元件包括：支架，包括支撑部件和设置在支撑部件上的连接部件；压电元件，套设在连接部件上，压电元件包括多个压电晶体组和电极片，多个压电晶体组沿连接部件的周向间隔设置，多个压电晶体组环绕连接部件呈多边形分布，压电晶体组中包括至少一个压电晶体，各压电晶体并联，多个压电晶体和电极片沿连接部件的周面的法线方向交替层叠设置；质量块，套设于压电元件的外表面且在支撑部件上方悬空设置；其中，压电元件、连接部件和质量块相互过盈配合。本发明的电荷输出元件设置多个相互并联的压电晶体，能够增大电荷输出元件测试的灵敏度，继而增大压电加速度传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种传感器技术领域，尤其是涉及一种电荷输出元件、装配方法和压电加速度传感器。

背景技术

压电加速度传感器又称压电加速度计，是一种惯性式传感器。压电加速度传感器的原理是利用压电元件的压电效应，在加速度计受振时，质量块在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

随着人们对加速度测试的精度要求越来越高，压电加速度传感器的灵敏度越来越高。例如，标准压电加速度传感器是用来标定加速度传感器所用，因此，对于标准压电加速度传感器性能的要求更为严苛，需要较高的灵敏度，而现有的压电加速度传感器通常灵敏度不够高，不能满足标准压电加速度传感器的要求。

因此亟需一种具有较高灵敏度的电荷输出元件以满足标准压电加速度传感器的要求。

发明内容

本本发明实施例提供了一种电荷输出元件、装配方法及压电加速度传感器，旨在能够提高电荷输出元件的灵敏度，同时能够提高压电元件整体的刚度，减小温度对各材料造成的应力波动，进而保证测量精度。

针对上述问题，根据本发明实施例提供一种电荷输出元件，包括：支架，包括支撑部件和设置在支撑部件上的连接部件；压电元件，套设在连接部件上，压电元件包括多个压电晶体组和电极片，多个压电晶体组沿连接部件的周向间隔设置，多个压电晶体组环绕连接部件呈多边形分布，压电晶体组中包括至少一个压电晶体，多个压电晶体和电极片沿连接部件的周面的法线方向交替层叠设置；质量块，套设于压电元件的外表面且在支撑部件上方悬空设置；其中，连接部件、压电元件和质量块相互过盈配合，通过电极片和质量块使各压电晶体并联。

根据本发明的一个方面，电极片包括多个第一电极片和至少一个第二电极片，压电晶体通过第一电极片和质量块与正极或负极的其中一者连接，压电晶体之间通过第二电极片与正极或负极的另一者连接；其中，压电晶体组内相邻两个压电晶体相互靠近的两个表面的极性相同。

根据本发明的一个方面，压电晶体组中包括多个压电晶体，第一电极片包括第一叠压部和第一连接部，第一叠压部设置在压电晶体组内的相邻两个压电晶体之间；第二电极片包括第二叠压部和第二连接部，第二叠压部设置在压电晶体组内的相邻两个压电晶体之间，第一叠压部和第二叠压部交替设置，第一连接部与第一叠压部连接，第二连接部与第一叠压部连接；其中，第一叠压部的尺寸大于或等于压电晶体的尺寸，以使压电晶体能够完全贴合于第一电极片；和/或，第二叠压部的尺寸大于或等于压电晶体的尺寸，以使压电晶体能够完全贴合于第二电极片。

根据本发明的一个方面，第一电极片包括多个第一叠压部和至少一个第一连接部，第一叠压部还设置在最外层的压电晶体与质量块之间，第一连接部分别连接连接压电晶体组内的两个以上第一叠压部；和/或，第二电极片包括多个第二叠压部和第二连接部，沿压电元件的周向环绕设置，在压电晶体组间位于同一层的的各第二叠压部通过第二连接部连接成在周向上断开的环状结构；相邻两个环状结构之间通过第二连接部连接。

根据本发明的一个方面，支撑部件包括安装孔，安装孔沿支撑部件轴向延伸；连接部件包括连接件和预紧组件，预紧组件套设在连接件上，连接件可伸入安装孔与支架连接；预紧组件套设在连接件上，且预紧组件的周向具有多个连接面；其中，多个压电晶体组分别设置在不同的连接面上。