本發(fā)明屬于沖擊振動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沖擊式壓電加速度傳感器。

背景技術(shù)：

目前加速度傳感器的輸出一般分為模擬量輸出和開關(guān)量輸出，比如壓電加速度傳感器和加速度閾值開關(guān)，這兩種輸出模式的傳感器各有優(yōu)缺點。但在一些特殊場合，有時候需要將模擬量輸出傳感器的特點和開關(guān)量傳感器輸出的特點結(jié)合起來，不僅需要設(shè)定閾值，在滿足閾值的情況下才具有輸出，而且要求輸出能夠反映加速度大小，即加速度傳感器需要同時兼有模擬量和開關(guān)量輸出。

但目前同時兼有模擬量和開關(guān)量輸出的加速度傳感器還很少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種沖擊式壓電加速度傳感器，同時兼有開關(guān)特性和模擬量輸出特性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種沖擊式壓電加速度傳感器，包括：基座、導(dǎo)電片、壓電材料、絕緣套、上蓋、地線、信號線、質(zhì)量塊、上墊片、下墊片和緩沖墊；上墊片和下墊片采用導(dǎo)電材料；

基座和上蓋連接組成傳感器外殼，內(nèi)部為空腔；緩沖墊、下墊片、壓電材料、上墊片和質(zhì)量塊自下而上順序套裝于絕緣套中，并置于所述空腔中；質(zhì)量塊、上墊片、壓電材料、下墊片和緩沖墊疊加在一起的總厚度大于所述空腔的高度；

其中，緩沖墊中心開有過孔，導(dǎo)電片通過所述過孔將下墊片與基座連接；壓電材料正極朝下；緩沖墊與基座內(nèi)芯底部接觸；質(zhì)量塊上表面與上蓋內(nèi)芯下表面貼緊；信號線連接質(zhì)量塊并通過上蓋提供的過孔引出；地線連接上蓋。

優(yōu)選地，該傳感器進一步包括頂絲；所述質(zhì)量塊內(nèi)部開設(shè)階梯式通孔，該階梯式通孔下半段加工有內(nèi)螺紋，上半段為光孔；頂絲螺紋連接于階梯式通孔的下半段；信號線連接頂絲并相繼通過質(zhì)量塊的階梯式通孔和上蓋提供的過孔引出。

優(yōu)選地，該傳感器進一步包括緊固帽；所述緊固帽與所述上蓋螺紋連接，地線壓接在上蓋與緊固帽之間。

優(yōu)選地，上蓋的上表面具有內(nèi)外兩個環(huán)狀凸臺，外環(huán)凸臺內(nèi)壁加工有與緊固帽配合的內(nèi)螺紋，地線壓接在內(nèi)環(huán)凸臺與緊固帽之間。

優(yōu)選地，上蓋的內(nèi)環(huán)凸臺內(nèi)部和緊固帽上均開有中心通孔。

優(yōu)選地，基座和上蓋采用螺紋連接。

優(yōu)選地，基座底面加工有安裝凸臺。

有益效果：

(1)本發(fā)明通過保持緩沖墊一定的預(yù)壓量，使壓電加速度傳感器具有開關(guān)的特性。

(2)本發(fā)明利用質(zhì)量塊對壓電元件的擠壓，從而產(chǎn)生一個連續(xù)的模擬量輸出，因此傳感器有模擬量輸出的特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為基座底面凸臺的示意圖。

其中，1—基座、2—導(dǎo)電片、3—壓電材料、4—絕緣套、5—上蓋、6—地線、7—信號線、8—緊固帽、9—質(zhì)量塊、10—頂絲、11—上墊片、12—下墊片、13—緩沖墊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。

如附圖1所示，本發(fā)明的沖擊式壓電加速度傳感器包括緩沖墊13、導(dǎo)電片2、下墊片12、壓電材料3、上墊片11、頂絲10、質(zhì)量塊9、絕緣套4、基座1、上蓋5、緊固帽8、信號線7和地線6。上墊片11和下墊片12采用導(dǎo)電材料。

其中緩沖墊13為圓形平面結(jié)構(gòu)，其中心有圓形過孔，導(dǎo)電片2通過圓形孔將下墊片12與基座1連接；基座1為圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒的底面加工有凸臺，方便安裝；其中緩沖墊13、下墊片12、壓電材料2、上墊片11、質(zhì)量塊9自下而上順序套裝于絕緣套4中。基座1和上蓋5通過螺紋配合組成傳感器的外殼，其內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，將上述按順序安裝的部件置于空腔之中，上蓋5與基座1之間的空間高度小于質(zhì)量塊9、上墊片11、下墊片12、壓電材料3及緩沖墊13疊加在一起的總厚度，因此彈性元件在開始時就有一定的預(yù)壓量。

其部件連接關(guān)系為：緩沖墊13與基座1內(nèi)芯底部接觸，導(dǎo)電片2置于緩沖墊13上表面與下墊片12下表面之間，且通過緩沖墊13的圓孔將導(dǎo)電片2與基座1相連；壓電材料3置于下墊片12上表面與上墊片11下表面之間，壓電材料3正極朝下；上墊片11的上表面與質(zhì)量塊9下表面接觸，按此順序?qū)⑸鲜隽慵糜诮^緣套4中，并將質(zhì)量塊9上表面與上蓋5內(nèi)芯下表面貼緊；上蓋5與基座1通過螺紋連接，信號線7連接質(zhì)量塊9并通過上蓋提供的過孔引出，使得將壓電材料3的負(fù)極經(jīng)過上墊片11、質(zhì)量塊9引出；地線6連接上蓋5，使得壓電材料3的正極經(jīng)過下墊片12、導(dǎo)電片2、基座1與上蓋5引出。

本實施例中，質(zhì)量塊9與信號線7的連接通過頂絲10固定。如圖所示，質(zhì)量塊9內(nèi)部開設(shè)階梯式通孔，該階梯式通孔下半段加工有內(nèi)螺紋，上半段為光孔；頂絲10螺紋連接于階梯式通孔下半段；信號線7連接頂絲10并相繼通過質(zhì)量塊9的階梯式通孔和上蓋5提供的過孔引出。

上蓋5與地線6的連接通過緊固帽8固定。緊固帽8與所述上蓋5螺紋連接，地線6壓接在上蓋5與緊固帽8之間。如圖所示，本優(yōu)選實施例中，上蓋5的上表面具有內(nèi)外兩個環(huán)狀凸臺，外環(huán)凸臺內(nèi)壁加工有與緊固帽8配合的內(nèi)螺紋，內(nèi)環(huán)凸臺內(nèi)部和緊固帽8上均開有中心通孔；地線6壓接在內(nèi)環(huán)凸臺與緊固帽8之間，并通過緊固帽8上開設(shè)的中心通孔引出。

由于上蓋5將質(zhì)量塊9抵住，并且緩沖墊13有一定的預(yù)壓量，當(dāng)所受到的慣性力足以使質(zhì)量塊9脫離上蓋5向下運動時，對壓電材料3產(chǎn)生一定的擠壓，由壓電效應(yīng)可知，壓電傳感器產(chǎn)生輸出響應(yīng)信號。

本發(fā)明的壓電加速度傳感器的開關(guān)量特性體現(xiàn)在只有傳感器所受到的沖擊加速度達到一定閾值的時候，質(zhì)量塊9才會與上蓋5脫離，使壓電材料3產(chǎn)生變形，產(chǎn)生信號輸出；此外，該信號輸出的大小根據(jù)壓電材料被擠壓的強弱而發(fā)生變化，即該裝置可以產(chǎn)生連續(xù)的模擬量輸出，從而實現(xiàn)了開關(guān)量和模擬量輸出特性的兼容。而當(dāng)傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)時，絕緣套4將壓電材料3的正負(fù)兩極與傳感器的基座1隔離開，避免壓電材料3受壓時正負(fù)兩極上的電荷轉(zhuǎn)移到基座1上被釋放掉。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。