[发明专利]一种压电式加速度计

说明书

本发明涉及加速度计技术领域，公开了一种压电式加速度计，包括矩形框架，矩形框架内设置有质量块，质量块在一组互相平行的侧面上固定梁一、梁二、梁三和梁四；梁一和梁二互相对称且位于同一侧面，梁三和梁四互相对称且位于与梁一所在的侧面相平行的另一侧面，梁一与梁三互相对称，梁二与梁四互相对称；梁一、梁二、梁三和梁四上表面上均设置有压电片，每个压电片的四个角上分别设置有一个金属电极。本发明将各个梁设置在质量块对称的两侧，加强了加速度计的稳定性，减少加速度计在工作情况下的扭转变形；质量块的厚度与梁的厚度一致，增强了加速度计的稳定性并减少了扭转变形，同时能够获得较高的动态频宽。

技术领域

本发明涉及加速度计技术领域，具体涉及一种压电式加速度计。

背景技术

惯性导航系统通过加速度计能够实时测量运载体相对惯性坐标系的加速度。目前加速度传感器主要有压阻式、电容式、压电式、力平衡式、微机械热对流式和微机械谐振器。压电式加速度计是利用具有压电效应的材料进行加速度测量，当输入加速度时，质量块产生的惯性力使得梁、薄膜结构发生形变，在其表面产生电荷，通过电荷放大器或者电压放大器，将输出与输入加速度成正比的电荷或者电压。压电式加速度传感器的动态范围宽、线性度好，非常适合于冲击以及振动的检测。

传统的压电式加速度计多为单轴加速度计，需要三个单轴组装才能检测三轴，因此必然导致体积大、一致性差等缺陷；同时也使得质量块的厚度远大于梁的厚度，这样会导致加速度计在工作中的扭转变形，极大影响加速度计的精准测量。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种压电式加速度计，加强了加速度计的稳定性，减少加速度计在工作情况下的扭转变形；质量块的厚度与梁的厚度一致，增强了加速度计的稳定性并减少了扭转变形，同时能够获得较高的动态频宽。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种压电式加速度计，包括矩形框架，矩形框架内设置有一个长方体的质量块，质量块在一组互相平行的侧面上固定梁一、梁二、梁三和梁四，梁一、梁二、梁三和梁四在远离质量块的端头均与矩形框架内壁固定连接；梁一和梁二互相对称且位于同一侧面，梁三和梁四互相对称且位于与梁一所在的侧面相平行的另一侧面，梁一与梁二之间留置有间隙，梁三与梁四之间留置有间隙，梁一与梁三互相对称，梁二与梁四互相对称；梁一、梁二、梁三和梁四上表面上均设置有压电片，每个压电片的四个角上分别设置有一个金属电极；梁一、梁二、梁三和梁四的厚度均与质量块的厚度相同。

进一步地，梁一、梁二、梁三和梁四均为长方体，梁一、梁二、梁三、梁四与质量块形成“工”字形双轴压电式加速度计。

进一步地，梁一、梁二、梁三和梁四均为L形，梁一、梁二、梁三、梁四与质量块形成具有L形梁的三轴压电式加速度计。

进一步地，梁一、梁二、梁三、梁四与质量块通过机械加工一体成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)将梁设置在质量块对称的两侧，加强了加速度计的稳定性，减少加速度计在工作情况下的扭转变形；

2)质量块的厚度与梁的厚度一致，进一步增强了加速度计的稳定性并减少了扭转变形；同时，能够获得较高的动态频宽。

附图说明

图1为实施例中1中的一种压电式加速度计结构示意图；

图2为实施例中2中的“工”字形双轴压电式加速度计结构示意图；

图3为实施例中2中的“工”字形双轴压电式加速度计电路连接示意图；

图4为实施例中3中的具有L形梁的三轴压电式加速度计结构示意图；

图5为实施例中3中的具有L形梁的三轴压电式加速度计电路连接示意图；

具体实施方式