[发明专利]一种基于驻极体的无源冲击力学传感器及其测试方法

摘要

本发明公开了一种基于驻极体的无源冲击力学传感器及其测试方法。本发明在背电极或弹片电极上设置驻极体，驻极体的表面分布有极化电荷，在驻极体与弹片电极或背电极之间形成电容，当冲击外力作用在弹片电极上时，弹片电极发生形变，等效可变电容改变，形成了冲击外力作用下的电压峰信号，电压峰信号输入至测试电路中，经过计算最终得到冲击外力的数字信号值；本发明的结构提供一个冲击电压，灵敏度可达10V/1MPa，具有高冲击高载荷以及高灵敏度等特点；并且，本发明中的冲击力学传感器不需要任何的外载供电，在正常的运作过程中，可以做到自供电且无需偏执电压，实现无源工作；在目前的冲击传感器发电技术中展现了低消耗高效率的特点。

主权项

一种基于驻极体的无源冲击力学传感器，其特征在于，所述冲击力学传感器包括：弹片电极、绝缘垫片、背电极、驻极体、空腔、导线和测试电路；其中，所述背电极为平板状，采用导电金属材料；驻极体紧密贴合在背电极的上表面；在背电极的上表面并且位于驻极体的周围，设置有绝缘垫片；所述弹片电极通过绝缘垫片设置在背电极上方，绝缘垫片将弹片电极与背电极之间电学绝缘；所述弹片电极的形状为中心对称的曲面，在弹片电极与驻极体之间形成空腔，并且绝缘垫片将弹片电极与驻极体绝缘；在驻极体的上表面均匀分布有极化电荷，弹片电极的内表面由于电荷感应具有与驻极体的电荷相反的电荷，形成等效可变电容；所述弹片电极的外表面和背电极的下表面分别通过导线连接至测试电路的输入端；冲击外力作用在弹片电极上，弹片电极发生形变，弹片电极与驻极体之间的距离发生变化，在弹片电极与驻极体之间的空腔的等效可变电容发生变化，导致感应电荷发生变化，使得电荷在导线移动，形成了冲击外力作用下的电压峰信号；所述电压峰信号输入至测试电路中，经过计算最终得到冲击外力的数字信号值。