專利名稱：壓電諧振式力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種力測(cè)量裝置，特別是一種壓電諧振式力傳感器。
壓電諧振式力傳感器是利用壓電石英諧振器作為敏感元件的數(shù)字式傳感器。當(dāng)外力作用于諧振器，導(dǎo)致諧振器基片內(nèi)應(yīng)變狀態(tài)改變時(shí)，將引起諧振器的諧振頻率的改變，頻率的改變量反映外力的大小。U.S.Pat，NO.3，891，870公開(kāi)了一種該形式的傳感器，其結(jié)構(gòu)如

圖1所示。其工作原理是外力F通過(guò)壓塊16作用于敏感諧振器11，導(dǎo)致諧振器11的頻率改變，借此實(shí)施測(cè)量。該傳感器采用較多的分離部件，用螺釘連接和定位，故體積大，裝配工藝復(fù)雜，性能價(jià)格比低，調(diào)整困難。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，裝配工藝簡(jiǎn)單，能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)，易于調(diào)整且性能價(jià)格比高的壓電諧振式力傳感器。
本發(fā)明所指的壓電諧振式力傳感器包括壓塊，定位膜片，敏感諧振器、墊塊、支架、底座和殼體，敏感諧振器固定于壓塊與墊塊之間，外力通過(guò)壓塊與墊塊對(duì)敏感諧振器產(chǎn)生對(duì)徑壓力。其特征是壓塊固定于定位膜片上，其上半部凸出于定位膜片之上，下半部位于定位膜片之下，壓塊與敏感諧振器接觸處開(kāi)有定位槽，并設(shè)有V型引導(dǎo)槽;支架由支架座和固定于支架座上的兩個(gè)金屬電極A、B構(gòu)成，電極A、B在裝配時(shí)可約束敏感諧振器，成型后可將諧振器的電極與外電路連接。構(gòu)件與構(gòu)件相連處均采用套裝插式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還可以將壓塊、定位膜片和殼體做成一體。
本發(fā)明采用套裝插式結(jié)構(gòu)，用V型引導(dǎo)槽幫助準(zhǔn)確定位，減少分離部件數(shù)量，故裝配工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、且性能價(jià)格比高。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明圖1.現(xiàn)有壓電諧振式力傳感器結(jié)構(gòu)圖。
圖2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖3.本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖4.圖3的A-A剖面圖。
圖5.圖3所示傳感器的裝配示意圖。
實(shí)施例1.
如圖2所示。壓塊為凸臺(tái)型，穿過(guò)定位膜片2上的定位孔，使其上半部凸出于膜片2之上，用于承受外力的作用，避免施力體與膜片2直接接觸，壓塊1粘于或焊于膜片2上，其下半部和敏感諧振器4接觸，作為諧振器4的上支撐，接觸處有定位槽并設(shè)計(jì)有V型引導(dǎo)槽9，便于裝配時(shí)準(zhǔn)確定位。敏感諧振器4固定于壓塊1與墊塊5之間，外力借助壓塊1和墊塊5對(duì)敏感諧振器4產(chǎn)生對(duì)徑壓力。墊塊5下部開(kāi)有定位槽，且固定于支架6上，支架6由支架座和固定于支架座上的兩個(gè)金屬電極A、B構(gòu)成，電極A、B在裝配時(shí)可起約束敏感諧振器4的作用，成型后可將諧振器4的電極與外電路接通。定位膜片2、外殼3及底座7粘接或焊接在一起，形成一封閉腔，將敏感諧振器4及其支撐部件封閉于其中。圖中8為絕緣套。除敏感諧振器4和金屬電極A、B外，其余部件采用金屬或工程塑料。
外力通過(guò)壓塊1向下作用于敏感諧振器4上，傳感器通過(guò)引線A、B接至測(cè)量電路，產(chǎn)生隨作用力大小而變化的電信號(hào)。
實(shí)施例2如圖3、圖4所示。定位膜片2和殼體3加工成一體，定位膜片2下表面有一凸臺(tái)，其上有定位槽和V型引導(dǎo)槽9，相當(dāng)于壓塊1位于定位膜片2下面的部分，做為敏感諧振器4的上支撐。受力體為一球體，可以和定位膜片2加工成一體，也可以是分體的，特別是可以為一鋼球，位于定位膜片2之上，相當(dāng)于壓塊1位于定位膜片2之上的部分。其它部件同實(shí)施例1。除敏感諧振器4和金屬電極A、B外，其它部件用工程塑料制成，本實(shí)施例的裝配工藝如圖5所示，將各構(gòu)件接順序套裝在一起，且將相接觸的構(gòu)件與構(gòu)件之間粘接起來(lái)即可。
工作過(guò)程同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種壓電諧振式力傳感器，包括壓塊(1)、定位膜片(2)、敏感諧振器(4)、墊塊(5)、支架(6)、殼體(3)和底座(7)，敏感諧振器(4)固定于壓塊(1)與墊塊(5)之間，外力通過(guò)壓塊(1)與墊塊(5)對(duì)敏感諧振器(4)產(chǎn)生對(duì)徑壓力，其特征是壓塊(1)固定于定位膜片(2)上，其上半部凸出于定位膜片(2)之上，下半部位于定位膜片(2)之下，與敏感諧振器(4)接觸處開(kāi)有定位槽，并設(shè)有V型引導(dǎo)槽9；支架(6)由支架座和固定于支架座上的兩個(gè)金屬電極A、B構(gòu)成，金屬電極A、B在裝配時(shí)可約束敏感諧振器(4)，成型后可將諧振器(4)的電極與外電路連通；構(gòu)件與構(gòu)件相連處均采用套裝插式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是壓塊(1)、定位膜片(2)、殼體(3)為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是壓塊(1)位于定位膜片(2)之上的部分為一球體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是敏感諧振器(4)是在加載部位磨有圓缺的圓片式諧振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是敏感諧振器(4)是在加載部位磨有圓缺的圓片式諧振器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是除敏感諧振器(4)和金屬電極A、B外，其余部件均采用工程塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是除敏感諧振器(4)和金屬電極A、B外，其余部件均采用工程塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是除敏感諧振器(4)和金屬電極A、B外，其余部件均采用工程塑料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電諧振式力傳感器，其特征是除敏感諧振器(4)和金屬電極A、B外，其余部件均采用工程塑料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓電諧振式力傳感器。本發(fā)明采用套裝插式結(jié)構(gòu)連接和定位，將許多部件做成一體，減少分離部件數(shù)量，從而使本發(fā)明裝配工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，性能價(jià)格比高。
文檔編號(hào)G01L1/16GK1113006SQ9510498
公開(kāi)日1995年12月6日 申請(qǐng)日期1995年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月19日
發(fā)明者馮冠平, 朱惠忠 申請(qǐng)人:清華大學(xué)