專(zhuān)利名稱(chēng)：一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)沖擊傳感器，特別是一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳 感器，屬于設(shè)備故障診斷技術(shù)范疇，主要用于需要長(zhǎng)期可靠檢測(cè)振動(dòng)、沖 擊等參數(shù)進(jìn)行故障診斷而又不能在機(jī)器上打孔安裝傳感器的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已有用磁鐵與現(xiàn)有傳感器通過(guò)螺栓組裝再將磁鐵吸合在機(jī)器 的鋼鐵材料上進(jìn)行檢測(cè)的振動(dòng)傳感器，也有直接將現(xiàn)有傳感器用快干膠貼 裝在機(jī)器上的檢測(cè)方案。其缺點(diǎn)在于用單個(gè)螺栓連接現(xiàn)有傳感據(jù)'和磁鐵的 方案很容易發(fā)生連接松動(dòng)失效，特別是磁鐵與傳感器之間的組合接觸面因 為接觸不良和壓合不緊而很難接收高頻振動(dòng)與沖擊，被傳統(tǒng)規(guī)范規(guī)定為只 能用于檢測(cè)加速度很小的低頻振動(dòng)；而膠合安裝方式則因?yàn)閭鞲衅髋c機(jī)器 之間填充膠液后很難通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間施加壓力擠出多余的膠并等待干固而形成 很厚的甚至是酥松的膠隔離層，影響振動(dòng)沖擊的傳遞和長(zhǎng)期可靠性，也被 傳統(tǒng)規(guī)范規(guī)定為只能用于短時(shí)間檢測(cè)加速度很小的低頻振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以如下方式實(shí)現(xiàn)的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，包括殼體8、固線(xiàn)座9和電纜10，
永久磁鋼l、逆磁隔離環(huán)2、底座3、壓電組件5、信號(hào)調(diào)理器6及連接用 螺釘4，其特征在于A(yíng)、 所述的殼體8與底座3緊密配合組裝、并經(jīng)焊接組成上部的壓電 組件及信號(hào)調(diào)理器6的上部密封安裝空間，以及下開(kāi)口的位于底座內(nèi)的永 久磁鋼安裝空間；B、 所述的壓電組件5含有從下到上依次疊置的絕緣片5-l、下引電片 5-2、下壓電陶瓷5-3、負(fù)引電片5-4、中絕緣片5-5、正引電片5-6、上壓電 陶瓷5-7、上引電片5-8、上絕緣片5-9、質(zhì)量塊5-10，并經(jīng)帶絕緣套管5-11 的螺釘4將壓電組件5連接到底座3上，同時(shí)，在壓電組件5上經(jīng)一支架 3-l安置信號(hào)調(diào)理器6;C、 所述的底座3由鐵磁材料制造，該底座3的底孔中先壓入外圓涂有 膠的逆磁隔離環(huán)2，再在2的中孔壓入永久磁鋼1，永久磁鋼上端'兩與底座 3的下孔上端面以高平行度、光潔度、平面度配合，并配有薄層高強(qiáng)度、高 硬度快干膠填充配合，所述逆磁隔離環(huán)2內(nèi)圓面開(kāi)有多條均布的小溝并依 靠膠牢固連接磁鋼1與隔離環(huán)2。所述底座3將磁鋼1上端的N極或S極引導(dǎo)到下端面圓周，與磁鋼下 端的S極或N極形成傳感器的環(huán)狀磁場(chǎng)，為了防止機(jī)器表面的平面度不足， 在主體傳感器的安裝端面涂抹微量的硅油，在吸合后擦除擠出到傳感器周 邊的硅油，再在傳感器底部周邊與機(jī)器之間涂抹高強(qiáng)度膠。所述壓電組件5中的各壓電陶瓷輸出的電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)電極5-2、 5-4、 5-6、 5-8和對(duì)應(yīng)的引線(xiàn)5-12連接到調(diào)理器6,經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后，接到輸 出電纜10中對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)輸出。
其特征還在于為了同時(shí)檢測(cè)機(jī)器表面的溫度，在底座3上開(kāi)有斜孔， 在傳感器的磁鋼中心沿軸向開(kāi)通孔，并在該通孔下方緊靠傳感器的吸合面 膠合安裝溫度敏感器件11，其電源和信號(hào)引線(xiàn)經(jīng)過(guò)磁鋼中心孔和底座的斜 孔接到調(diào)理器6，直接或經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后再接到輸出電纜10中對(duì)應(yīng)的線(xiàn) 輸出。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，由于采用 比較合理的機(jī)械連接及加固結(jié)構(gòu)，同時(shí)又提供了多種適應(yīng)于各種環(huán)境下使 用的放大器，因此，在實(shí)際使用中能徹底地解決目前用磁鐵與現(xiàn)有傳感器 通過(guò)螺栓組裝再將磁鐵吸合在機(jī)械設(shè)備的鋼鐵材料上進(jìn)行振動(dòng)和沖擊檢測(cè) 的傳感存在的缺陷，可以完全不被檢測(cè)設(shè)備加速度的限制而更廣泛地應(yīng)用 在相關(guān)的領(lǐng)域中。


-附圖1為振動(dòng)沖擊傳感器結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為高溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器的差分電荷放大器；附圖3為檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器的單電源差分電荷放大器；附圖4為常溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器內(nèi)置單端電荷放大器；附圖5為振動(dòng)沖擊雙輸出的磁性安裝傳感器分靈敏度調(diào)節(jié)器；附圖6為振動(dòng)沖擊和溫度復(fù)合的磁性安裝傳感器的調(diào)理器電路；附圖7為對(duì)18B20單獨(dú)供電的振動(dòng)沖擊和溫度檢測(cè)的磁性安裝復(fù)合傳感器電路；附圖8為18B20兩線(xiàn)制工作的振動(dòng)沖擊和溫度檢測(cè)的磁性安裝復(fù)合傳感器 電路； 圖中1-永久磁鋼2-逆磁隔離環(huán)3-底座4-螺釘5-壓電組件5-l絕緣 片5-2下引電片5-3下壓電陶瓷5-4負(fù)引電片5-5中絕緣片5-6正 引電片5-7上壓電陶瓷5-8上引電片5-9上絕緣片5-10質(zhì)量塊5-11 絕緣套管5-12弓|線(xiàn)6-信號(hào)調(diào)節(jié)器7-螺釘8-外殼9-固線(xiàn)座10-電纜具體實(shí)施方式
如圖所示的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，包括殼體8、、固線(xiàn)座9 和電纜IO，永久磁鋼l、逆磁隔離環(huán)2、底座3、壓電組件5、信號(hào)調(diào)理器 6及連接fl螺釘4，其特征在于A(yíng)、 所述的殼體8與底座3緊密配合組裝、并經(jīng)焊接組成上部的壓 電組件及信號(hào)調(diào)理器6的上部密封安裝空間，以及下開(kāi)口的位于底座內(nèi)的 永久磁鋼安裝空間；B、 所述的壓電組件5含有從下到上依次疊置的絕緣片5-l、下引電片 5-2、下壓電陶瓷5-3、負(fù)引電片5-4、中絕緣片5-5、正引電片5-6、上壓電 陶瓷5-7、上引電片5-8、上絕緣片5-9、質(zhì)量塊5-10，并經(jīng)帶絕緣套管5-11 的螺釘4將壓電組件5連接到底座3上，同時(shí)，在壓電組件5上經(jīng)一支架 3-l安置信號(hào)調(diào)理器6;C、 所述的底座3由鐵磁材料制造，該底座3的底孔中先壓入外圓涂有 膠的逆磁隔離環(huán)2，再在2的中孔壓入永久磁鋼1，永久磁鋼上端面與底座 3的下孔上端面以高平行度、光潔度、平面度配合，并配有薄層高強(qiáng)度、高 硬度快千膠填充配合，所述逆磁隔離環(huán)2內(nèi)圓面開(kāi)有多條均布的小溝并依
靠膠牢固連接磁鋼1與隔離環(huán)2。所述底座3將磁鋼1上端的N極引或S極導(dǎo)到下端面圓周，與磁鋼下 端的S極或N極形成本傳感器的環(huán)狀磁場(chǎng)，為了防止機(jī)器表面的平面度不 足，在主體傳感器的安裝端面涂抹微量的硅油，在吸合后擦除擠出到傳感 器周邊的硅油，再在傳感器底部周邊與機(jī)器之間涂抹高強(qiáng)度膠。所述壓電組件5中的各壓電陶瓷輸出的電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)引電片5-2、 5-4、 5-6、 5-8和對(duì)應(yīng)的引線(xiàn)5-12連接到調(diào)理器6，經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后，接到輸 出電纜10中對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)輸出。其特征還在于，為了同時(shí)檢測(cè)機(jī)器表面的溫度，在底座3上開(kāi)有斜孔， 在傳感器的磁鋼中心沿軸向開(kāi)通孔，并在該通孔下方緊靠傳感器的吸合面 膠合安裝溫度敏感器件11，其電源和信號(hào)引線(xiàn)經(jīng)過(guò)磁鋼中心孔和底座的斜 孔接到調(diào)理器6，直接或經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后再接到輸出電纜10中對(duì)應(yīng)的線(xiàn) 輸出。在具體的應(yīng)用中，它可以根據(jù)使用環(huán)境的不同采用不同的放大器以適 應(yīng)高溫、常溫以及不同靈敏度要求或者需附加溫度檢測(cè)的振動(dòng)沖擊傳感器。實(shí)施例1，是一種用于高溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器及雙 電源差分電荷放大器(見(jiàn)附圖2)，由于檢測(cè)高溫條件下的振動(dòng)沖擊時(shí)，電 子調(diào)理器不能安裝在傳感器內(nèi)部，只能將壓電陶瓷敏感振動(dòng)沖擊產(chǎn)生的電 荷信號(hào)經(jīng)過(guò)引線(xiàn)5-12直接轉(zhuǎn)接到輸出電纜10的對(duì)應(yīng)信號(hào)線(xiàn)輸出，而信號(hào)的 處理則由傳感器外部例如檢測(cè)儀器中的調(diào)理器電路完成。為了防止干擾， 壓電陶瓷的電荷信號(hào)以差分方式輸出到外部的差分電荷放大器，差分電荷 放大器含有運(yùn)放OPi OP3，電阻器Ri Ri0，電容器Ci C3，電源接線(xiàn)端子Vdd、 Vss、 G和信號(hào)接線(xiàn)端子Q+、 Q-、 OUT和G，運(yùn)放OPi OP3的正電 源端接電源端子VDD，負(fù)電源端接電源端子Vss，運(yùn)放OPi、 OP2的正輸入 端接參考地G，輸入信號(hào)端Q+接運(yùn)放OPi的負(fù)輸入端、電阻器R9的一端、 電阻器Ri的一端以及電容器Ci的一端，電阻器R9的另一端接參考端G， 電容器Ci的另一端接運(yùn)放OPi的輸出端，OPi的輸出端還接電阻器R2的一 端，電阻器Ri、 R2的另一端連接后還接電阻器Rii的一端，電阻器Rii的 另一端接電容C3的一端，輸入信號(hào)端Q-接運(yùn)放OP2的負(fù)輸入端、電阻器 Rio的一端、電阻器R3的一端、電容C2的一端，電阻器Rio的另一端接參考端G，電容器C2的另一端接運(yùn)放OP2的輸出端，運(yùn)放0P2的輸出端還接 電阻器R4的一端，電阻器R3、 R4的另一端連接后還接電容C3的另一端， 運(yùn)放OPl的輸出端還接電阻器R5的一端，電阻器R5的另一端接運(yùn)放OP3 的正輸入端和電阻器R6的一端，電阻器R6的另一端接參考地G,運(yùn)放OP3 的負(fù)輸入端接電阻器R7的一端和電阻器R8的一端，電阻器R7的另一端接 運(yùn)放OP2的輸出端，電阻器R8的另一端接運(yùn)放0P3的輸出端，運(yùn)放OP3的輸出端接到電路的輸出端子OUT;同時(shí)，本傳感器中兩片壓電陶瓷5-7、 5-3的上面是負(fù)極(或正極)，下面是正極(或負(fù)極)，定義正引電片5-6為 正極Q+，接到差分電荷放大器的Q+端，負(fù)引電片5-4為負(fù)極Q-,接到差 分電荷放大器的Q-端，上、下引電片5-8、 5-2短接在一起作為參考極G， 接到差分電荷放大器的參考地G端，差分電荷放大器相對(duì)于參考地G從 OUT端輸出正比于振動(dòng)沖擊的電壓信號(hào)。由于傳感器的底座和外殼經(jīng)常與電路的地線(xiàn)之間存在很大的干擾電 壓，時(shí)常成為電荷放大器的主要干擾源，而本實(shí)施例將緊靠底座電位的上
下引電片5-2、 5-8接本電路的參考地G,使底座電位經(jīng)過(guò)絕緣片5-1、 5-9 與引電片5-2、 5-8之間的分布電容引入的干擾被旁路到電荷放大器的參考 地G，從而極大地抑制了干擾；而螺栓4的對(duì)于引電片5-4、 5-6的極其微 小的電容所耦合的信號(hào)則是相同的共模信號(hào)，它們?cè)陔姾煞糯笃鬟\(yùn)放OPi、 OP2所轉(zhuǎn)換得的干擾電壓在運(yùn)放OP3的差分放大器中被作為共模信號(hào)加以 抑帝lj，從而取得了良好的信噪比；同樣，傳感器的Q+、 Q-的被設(shè)計(jì)成雙絞 的、并以連接在參考電平G上的屏蔽線(xiàn)保護(hù)的傳輸線(xiàn)可能接受的干擾也是 共模干擾，其經(jīng)過(guò)電荷放大器運(yùn)放OPi、 OP2所轉(zhuǎn)換得的共模電壓也在運(yùn)放 OP3的差分放大器中被作為共模信號(hào)加以抑制，從而取得了良好的信噪比。實(shí)施例2是一種用于檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器及其單電源差分 電荷放大器(見(jiàn)附圖3)，其特征是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，去掉負(fù)電源Vss, 把運(yùn)放的負(fù)電源端接到地線(xiàn)GND，增加運(yùn)放OP4和電阻器Ri2、 Ri3和電容 器C4，電阻器Ri2的一端接Vdd，另一端接運(yùn)放OPi的正輸入端，還接到 電阻器Rl3的一端和電容器C4的一端，電容器C4和電阻器Ri3的另一端接 地GND，運(yùn)放OP4的負(fù)輸入端接器輸出端，而該輸出端即是本電荷放大器 所建立的電平等于電源電壓Vdd之半的參考端G，該參考端與地線(xiàn)GND 分離。輸出的信號(hào)OUT是依附于參考端G的電平上的交流信號(hào)。實(shí)施例3，是一種用于常溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊的含有安裝于調(diào)理器6 上的單端單電源電荷放大器的磁性安裝傳感器(見(jiàn)附圖4)，壓電陶瓷的輸 出電荷接到傳感器內(nèi)置的調(diào)理器6，經(jīng)過(guò)電荷/電壓變換后，以電壓方式輸
出振動(dòng)沖擊信號(hào)，而調(diào)理器6雖然能用圖2、 3所示的差分電荷放大器，但 由于該差分電荷放大器涉及的電源種類(lèi)多，導(dǎo)致對(duì)外連接線(xiàn)多而帶來(lái)不可 靠性，而壓電陶瓷的電荷信號(hào)在傳感器內(nèi)部進(jìn)行電荷電壓轉(zhuǎn)換不易受到干 擾，故選用如附圖4的單端電荷放大器，含有運(yùn)放OPi-i、 OPi-2，電阻器 Ri R6、電容器Ci C3，輸入端Q+，輸出端OUT和參考端G，電源端Vdd 和地線(xiàn)端GND，輸入端Q+接運(yùn)放OPi-i的負(fù)輸入端、電容器Ci的一端、 電阻器Ri的一端，運(yùn)放OPi-i的輸出端接電容器Cl的另一端和電阻器R2 的一端，電阻器Ri的另一端接電阻器R2的另一端，還接到電阻器R6的一端，電阻器R6的另一端接電容器C2的一端，電容器C2的另一端接參考端 G，即運(yùn)放OPl-2的輸出端，運(yùn)放OPl-2的輸出端接其負(fù)輸入端，還接到電阻器R3的一端，電阻器R3的另一端接運(yùn)放OPi-i的正輸入端，運(yùn)放OPi-i、OPl-2的正電源端接電源線(xiàn)vdd，負(fù)電源端接地線(xiàn)gnd， 一端接正電源vdi 的電阻器R4的另一端接運(yùn)放OPl-2的正輸入端，還接到電阻器R5的一端和 電容器C3的一端，電阻器R5、電容器c3的另一端接地線(xiàn)gnd;同時(shí)，壓電陶瓷5-7的上面為負(fù)極(或正極)，下面為正極(或負(fù)極)，壓電陶瓷5-2 的上面為正極(或負(fù)極)，下面為負(fù)極(或正極)，省去引電片5-6和絕緣片 5曙5，或保留5-6、 5-5而將引電片5-6與5-4短接，以5-4作為壓電陶瓷的 Q+端，將引電片5-2、 5-8短接作為參考端G或Q-， Q+和G接到調(diào)理器6 的單端電荷放大器如附圖4 ，壓電陶瓷的Q+端接單端電荷放大器的Q+端， 壓電陶瓷的Q-端亦即G端接單端電荷放大器的G端，從單端電荷放大器的 OUT端輸出帶有G端參考電平的電壓信號(hào)。實(shí)施例4，是二種分靈敏度調(diào)節(jié)的檢測(cè)振動(dòng)沖擊雙輸出的磁性安裝傳感
器(見(jiàn)附圖5)，由于磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器不可能達(dá)到剛性安裝的振 動(dòng)沖擊傳感器同樣的高頻響應(yīng)，而傳感器的沖擊檢測(cè)主要依靠傳感器的高 頻響應(yīng)，因此，對(duì)于高頻響應(yīng)與低頻響應(yīng)不同的磁性安裝振動(dòng)傳感器的低 頻振動(dòng)響應(yīng)與高頻沖擊響應(yīng)需要分別調(diào)節(jié)靈敏度。于是，在實(shí)施例1的雙電源電荷放大器或?qū)嵤├?、 3的電源電荷放大器基礎(chǔ)上，對(duì)電荷放大器的 輸出信號(hào)OUT，分別增加靈敏度調(diào)節(jié)電路，其特征在于，含有輸入端OUT、 參考端GND[或G]低頻振動(dòng)輸出端Vib和高頻沖擊輸出端Ifd，電源端子 Vdd、 Vss[或Gnd]和參考端Gnd[或G]，含有運(yùn)放OPi、 OP2，電位計(jì)Pi、P2和電阻器Rl R4，運(yùn)放OPl、 OP2的正電源端接電源端子Vdd，負(fù)電源端 接電源端子Vss或GND，來(lái)自電荷放大器的輸出信號(hào)OUT接到本電路的 輸入端OUT，來(lái)自電荷放大器的參考端Gnd[或G]，接到本電路的參考端 Gnd[或G]，輸入端OUT的信號(hào)接到電位計(jì)Pi、 P2的高端，電位計(jì)Pi、 P2 的低端接參考端GND[或G],電位計(jì)Pi的輸出端接運(yùn)放OPi的正輸入端， 運(yùn)放OPi的負(fù)輸入端接電阻器Ri、 R2的一端，電阻器Ri的另一端接參考 端GND[或G]，電阻器R2的另一端接運(yùn)放OPi的輸出端，運(yùn)放OPi的輸出端還接到輸出端子VIB;電位計(jì)P2的輸出端接運(yùn)放OP2的正輸入端，運(yùn)放 OP2的負(fù)輸入端接電阻器R3、 R4的一端，電阻器R3的另一端接參考端 GND[或G]，電阻器R4的另一端接運(yùn)放OP2的輸出端，運(yùn)放OP2的輸出端 還接到輸出端子IFD;振動(dòng)VlB靈敏度調(diào)節(jié)最大放大系數(shù)KV4+R2/Rl，通 過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)Pl可以使低頻振動(dòng)交流信號(hào)衰減到0;沖擊IFD靈敏度調(diào)節(jié)最 大放大系數(shù)KI=1+R4/R3，通過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)P2可以使高頻沖擊交流信號(hào)衰減 到0;其優(yōu)點(diǎn)是，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)振動(dòng)低頻、沖擊高頻信號(hào)的靈敏度，放大器
輸出的VIB、 IFD信號(hào)的工作點(diǎn)，始終接近于電荷放大器的輸出工作點(diǎn)，從 而傳遞了電荷放大器工作狀態(tài)是否正常的信息。振動(dòng)與沖擊的低頻和高頻 信息是由后續(xù)儀器分離的。其中的電位計(jì)Pl、 P2可以使用電子電位計(jì)。實(shí)施例5，是一種振動(dòng)沖擊和溫度檢測(cè)的磁性安裝復(fù)合傳感器(見(jiàn)附圖 6)，為了同時(shí)檢測(cè)機(jī)器表面的溫度，在底座3上開(kāi)有斜孔，在傳感器的磁 鋼中心沿軸向開(kāi)通孔，并在該通孔下方緊靠傳感器的吸合面膠合安裝溫度 敏感器件11，其電源和信號(hào)引線(xiàn)經(jīng)過(guò)磁鋼中心孔和底座的斜孔接到調(diào)理器6，直接或經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后再接到輸出電纜10中對(duì)應(yīng)的線(xiàn)輸出。圖6所 示為其實(shí)施方案之一，在圖3的內(nèi)置調(diào)理器的單端、單電源電荷放大器的 基礎(chǔ)上，利用該電路所生成的參考端G對(duì)地線(xiàn)GND的電壓，對(duì)所用18B20 數(shù)字溫度傳感敏感器件的電源端VCC和地線(xiàn)端GND提供電源，18B20的 VCC接電荷放大器的G端，18B20的GND端接電荷放大器的GND端， 18B20的10端接到電纜10對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)輸出。也可以從傳感器外部對(duì)傳 感器的溫度檢測(cè)器件ll，如18B20的VCC端單獨(dú)供電，共用地線(xiàn)GND， 如附圖7;也可以使用18B20的無(wú)電源兩線(xiàn)式工作模式，將18B20的VCC 對(duì)地線(xiàn)GND接一個(gè)電阻R7，由控制、檢測(cè)18B20的IO信號(hào)的計(jì)算機(jī)通過(guò) IO線(xiàn)對(duì)其供電，如附圖8。
權(quán)利要求
1、一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，包括殼體(8)、固線(xiàn)座(9)和電纜(10)，永久磁鋼(1)、逆磁隔離環(huán)(2)、底座(3)、壓電組件(5)、信號(hào)調(diào)理器(6)及連接用螺釘(4)，其特征在于A(yíng)、所述的殼體(8)與底座(3)緊密配合組裝、并經(jīng)焊接組成上部的壓電組件及信號(hào)調(diào)理器(6)的上部密封安裝空間，以及下開(kāi)口的位于底座內(nèi)的永久磁鋼安裝空間；B、所述的壓電組件(5)含有從下到上依次疊置的絕緣片(5-1)、下引電片(5-2)、下壓電陶瓷(5-3)、負(fù)引電片(5-4)、中絕緣片(5-5)、正引電片(5-6)、上壓電陶瓷(5-7)、上引電片(5-8)、上絕緣片(5-9)、質(zhì)量塊(5-10)，并經(jīng)帶絕緣套管(5-11)的螺釘(4)將壓電組件(5)連接到底座(3)上，同時(shí)，在壓電組件(5)上經(jīng)一支架(3-1)安置信號(hào)調(diào)理器(6)；C、所述的底座(3)由鐵磁材料制造，該底座(3)的底孔中先壓入外圓涂有膠的逆磁隔離環(huán)(2)，再在逆磁隔離環(huán)(2)的中孔壓入永久磁鋼(1)，永久磁鋼上端面與底座(3)的下孔上端面以高平行度、光潔度、平面度配合，并配有薄層高強(qiáng)度、高硬度快干膠填充配合；所述逆磁隔離環(huán)(2)內(nèi)圓面開(kāi)有多條均布的小溝并依靠膠牢固連接磁鋼(1)與逆磁隔離環(huán)(2)。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，其特征在于 所述底座(3)將磁鋼(1)上端的N極或S極引導(dǎo)到下端面圓周，與磁鋼 下端的S極或N極形成本傳感器的環(huán)狀磁場(chǎng)，為了防止機(jī)器表面的平面度 不足，在主體傳感器的安裝端面涂抹微量的硅油，在吸合后擦除擠出到傳 感器周邊的硅油，再在傳感器底部周邊與機(jī)器之間涂抹高強(qiáng)度膠。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，其特征在于:所述壓電組件(5)中的各壓電陶瓷輸出的電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)引電片(5-2、 5-4、 5-6、 5-8)和對(duì)應(yīng)的引線(xiàn)(5-12)連接到調(diào)理器(6)，經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后， 接到輸出電纜(10)中對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)輸出。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，其特征在于 在底座(3)上開(kāi)有斜孔，在傳感器的磁鋼中心沿軸向開(kāi)通孔，并在該通孔 下方緊靠傳感器的吸合面膠合安裝溫度敏感器件(ll)，其電源和信號(hào)引線(xiàn)經(jīng)過(guò)磁鋼中心孔和底座的斜孔接到調(diào)理器(6)，直接或經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后 再接到輸出電纜(10)中對(duì)應(yīng)的線(xiàn)輸出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，是一種用 于高溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器及雙電源差分電荷放大器， 該雙電源差分電荷放大器含有運(yùn)放(OPi OP3)、電阻器(Ri-Rio)、電容器(Ci C3)，電源接線(xiàn)端子VDD、 Vss、 G和信號(hào)接線(xiàn)端子Q+、 Q-、 OUT禾口G;其中運(yùn)放(OPl OP3)的正電源端接電源端子VDD，負(fù)電源端接電源端子Vss，運(yùn)放(OPi、 OP2)的正輸入端接參考地G，輸入信號(hào)端Q+接運(yùn)放 (OPi)的負(fù)輸入端、電阻器(R9)的一端、電阻器(Ri)的一端、以及電 容器(Ci)的一端，電阻器(R9)的另一端接參考端G，電容器(Ci)的 另一端接運(yùn)放(OPi)的輸出端，運(yùn)放(OPi)的輸出端還接電阻器(R2) 的一端，電阻器(Ri、 R2)的另一端連接后還接電阻電阻器(Rii)的一端， 電阻器(Rii)的另一端接電容器(C3)的一端，輸入信號(hào)端Q-接運(yùn)放(OP2)的負(fù)輸入端、電阻器(RlO)的一端、電阻器(R3)的一端、電容(C2)的一端，電阻器(Rio)的另一端接參考端G，電容器(C2)的另一端接運(yùn)放(OP2)的輸出端，運(yùn)放(0P2)的輸出端還接電阻器(R4)的一端，.電阻 器(R3、 R4)的另一端連接后還接電容(C3)的另一端，運(yùn)放(OPl)的輸 出端還接電阻器(R5)的一端，電阻器(R5)的另一端接運(yùn)放(OP3)的正輸入端和電阻器(R6)的一端，電阻器(R6)的另一端接參考地G，運(yùn)放電阻器(OP3)的負(fù)輸入端接電阻器(R7)的一端和電阻器(R8)的一端， 電阻器(R7)的另一端接運(yùn)放(OP2)的輸出端，電阻器(R8)的另一端接 運(yùn)放OP3)的輸出端，運(yùn)放0P3)的輸出端接到電路的輸出端子OUT;傳感器中兩片壓電陶瓷(5-7、 5-3)的上面是負(fù)極或正極，下面是正極或負(fù)極， 定義正引電片(5-6)為正極Q+，接到差分電荷放大器的Q+端，負(fù)引電片(5-4)為負(fù)極Q-，接到差分電荷放大器的O-端，上、下引電片(5-8、 5-2) 短接在一起作為參考極G,接到差分電荷放大器的參考地G端，差分電荷 放大器相對(duì)于參考地G從OUT端輸出正比于振動(dòng)沖擊的電壓信號(hào)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，是一 種用于檢測(cè)振動(dòng)沖擊的磁性安裝傳感器及其單電源差分電荷放大器，省去 負(fù)電源Vss，把運(yùn)放的負(fù)電源端接到地線(xiàn)GND,增加運(yùn)放(OP4)和電阻器(Ri2)、 Rn)和電容器(C4)，其中電阻Ri2)的一端接Vdd,另一端接運(yùn) 放OP4)的正輸入端，還接到電阻(Ri3)的一端和電容(C4)的一端，電 容C4)和電阻器(Ri3)的另一端接地GND，運(yùn)放(OP4)的負(fù)輸入端接其 輸出端，而該輸出端即是本電荷放大器所建立的電平等于電源電壓VDD之 半的參考端G,該參考端與地線(xiàn)GND分離，輸出的信號(hào)OUT是依附于參 考端G的電平上的交流信號(hào)。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，是一種用 于常溫條件下檢測(cè)振動(dòng)沖擊、且含有安裝于調(diào)理器(6)上的單端單電源電 荷放大器的磁性安裝傳感器，單端單電源電荷放大器的磁性安裝傳感器含 有運(yùn)放(OPi-i)、運(yùn)放(OPi-2)，電阻器(Ri R6)、電容器(Ci C3)，輸入 端Q+，輸出端OUT和參考端G，電源端VDD和地線(xiàn)端GND;其輸入端 Q+接運(yùn)放(OPi-i)的負(fù)輸入端、電容器(Ci)的一端、電阻器(Ri)的一 端，運(yùn)放(OPi-i)的輸出端接電容器(Ci)的另一端和電阻器(R2)的一 端，電阻器(Ri)的另一端接電阻器(R2)的另一端，還接到電阻器(R6) 的一端，電阻器(R6)的另一端接電容(C2)的一端，電容器(C2)的另一端接參考端G，即運(yùn)放(OPl-2)的輸出端；運(yùn)放(OPl-2)的輸出端接其負(fù)輸入端，還接到電阻器(R3)的一端，電阻器(R3)的另一端接運(yùn)放(0P-i)的正輸入端，運(yùn)放(OPl-l、 OPl-2)的正電源端接電源線(xiàn)VDD，負(fù)電源端接地線(xiàn)GND， 一端接正電源VDD的電阻器(R4)的另一端接運(yùn)放(0Pi-2)的正輸入端，還接到電阻器(R5)的一端和電容器(C3)的一端，電阻器(R5)、電容器(C3)的另一端接地線(xiàn)GND;此時(shí)壓電陶瓷(5-7)的上面 為負(fù)極或正極，下面為正極或負(fù)極，壓電陶瓷(5-2)的上面為正極或負(fù)極， 下面為負(fù)極或正極，省去引電片(5-6)和絕緣片(5-5)，或保留絕緣片(5-6、 5-5)而將引電片(5-6)與引電片(5-4)短接，以引電片(5-4)作為壓電 陶瓷的Q+端，將引電片(5-2、 5-8)短接作為參考端G或Q-， Q+和G接 到調(diào)理器(6)的單端電荷放大器，壓電陶瓷的Q+端接單端電荷放大器的 Q+端，壓電陶瓷的Q-端亦即G端接單端電荷放大器的G端，從單端電荷放大器的OUT端輸出帶有G端參考電平的電壓信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，其特征在 于它是一種分靈敏度調(diào)節(jié)的檢測(cè)振動(dòng)沖擊雙輸出的磁性安裝傳感器，在 電荷放大器基礎(chǔ)上，對(duì)電荷放大器的輸出信號(hào)OUT，分別增加靈敏度調(diào)節(jié) 電路；它含有輸入端OUT、參考端GND或G、低頻振動(dòng)輸出端VIB和高 頻沖擊輸出端IFD，電源端子Vdd、 Vss或GND和參考端GND或G，含 有運(yùn)放(OPi、 OP2)，電位計(jì)(Pi、 P2)和電阻器(Rl R4)，運(yùn)放(OPi、 OP2)的正電源端接電源端子Vdd，負(fù)電源端接電源端子Vss或GND，來(lái) 自電荷放大器的輸出信號(hào)OUT接到本電路的輸入端OUT,來(lái)自電荷放大器 的參考端GND或G，接到本電路的參考端GND或G，輸入端OUT的信號(hào) 接到電位計(jì)(Pi、 P2)的高端，電位計(jì)(Pi、 P2)的低端接參考端GND或 G，電位計(jì)(Pi)的輸出端接運(yùn)放(OPi)的正輸入端，運(yùn)放(OPi)的負(fù) 輸入端接電阻器(Ri、 R2)的一端，電阻器(Ri)的另一端接參考端GND 或G，電阻器(R2)的另一端接運(yùn)放(OPi)的輸出端，運(yùn)放(OPi)的輸 出端還接到輸出端子VIB;電位計(jì)(P2)的輸出端接運(yùn)放(OP2)的正輸入 端，運(yùn)放(OP2)的負(fù)輸入端接電阻器(R3、 R4)的一端，電阻器(R3)的 另一端接參考端GND或G，電阻器(R4)的另一端接運(yùn)放(OP2)的輸出 端，運(yùn)放(OP2)的輸出端還接到輸出端子IFD;振動(dòng)VIB靈敏度調(diào)節(jié)最大 放大系數(shù)KV4+R2/R1，通過(guò)調(diào)節(jié)(Pi)可以使低頻振動(dòng)交流信號(hào)衰減到0; 沖擊IFD靈敏度調(diào)節(jié)最大放大系數(shù)K^1+R4/R3，通過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)(P2)可 以使高頻沖擊交流信號(hào)衰減到0。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，是一 種帶溫度敏感器(11)的振動(dòng)檢測(cè)磁性安裝復(fù)合傳感器，在底座(3)上開(kāi) 有斜孔，在傳感器的磁鋼中心沿軸向開(kāi)通孔，并在該通孔下方緊靠傳感器 的吸合面膠合安裝溫度敏感器件(11)，其電源和信號(hào)引線(xiàn)經(jīng)過(guò)磁鋼中心孔和底座的斜孔接到調(diào)理器(6)，直接或經(jīng)過(guò)調(diào)理器處理后再接到輸出電纜 (10)中對(duì)應(yīng)的線(xiàn)輸出；在內(nèi)置調(diào)理器(6)上的單電源電荷放大器的基礎(chǔ) 上，利用該電路所生成的參考端G對(duì)地線(xiàn)GND的電壓，對(duì)所用18B20數(shù) 字溫度傳感敏感器件的電源端VCC和地線(xiàn)端GND提供電源，18B20的 VCC接電荷放大器的G端，18B20的GND端接電荷放大器的GND端， 18B20的IO端接到電纜10)對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)輸出。
全文摘要
一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器，包括殼體、永久磁鋼、逆磁隔離環(huán)、底座、壓電組件、信號(hào)調(diào)理器，其中的殼體與底座緊密配合組裝經(jīng)焊接組成上部安置壓電組件及信號(hào)調(diào)理器的密封安裝空間及底座內(nèi)的永久磁鋼安裝空間；所述壓電組件含絕緣片，上、下引電片，上、下壓電陶瓷，正、負(fù)引電片，質(zhì)量塊，由螺釘將壓電組件連接到底座上；在壓電組件上的一支架安置信號(hào)調(diào)理器；由鐵磁材料制造的底座的底孔中先壓入外圓涂有膠的逆磁隔離環(huán)，并在底孔中孔壓入具有高平行度、光潔度、平面度的永久磁鋼，并配有薄層高強(qiáng)度、高硬度快干膠填充配合，所述逆磁隔離環(huán)內(nèi)圓面開(kāi)有多條均布的小溝并依靠膠牢固連接磁鋼與隔離環(huán)；同時(shí)配置依據(jù)需要配置的各類(lèi)電子傳感電路組成磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器。
文檔編號(hào)G01M7/00GK101162182SQ20071003615
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者唐德堯, 王定曉, 王巍松 申請(qǐng)人:唐德堯