基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，该传感器包括工字梁测力支架、振荡电路、AT切石英谐振器和两个密封板，所述的工字梁测力支架中部等间距开设有多个左右相通的空腔，空腔两端通过密封板密封，每个空腔内均设有振荡电路和AT切石英谐振器，振荡电路与AT切石英谐振器的两个电极相连，该AT切石英谐振器的上下两端分别抵接工字梁测力支架。本实用新型具有体积小，质量轻，稳定性好，Q值高，动态响应好，精度高、数字输出、抗干扰能力强的优点。
【专利说明】基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力传感器，尤其是涉及一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器。
【背景技术】
[0002]在科研、生产活动中，涉及测力的场合很多。所以，有关力的测量的传感技术研究，在整个传感【技术领域】占有很重要的位置。石英谐振器作为振荡器和滤波器的重要元件，在国防和民用领域得到广泛应用。但近几十年来，石英谐振器在传感测量方面的应用也日益广泛。例如，用LC切型的石英谐振器制成的石英晶体温度计，具有很好的线性温度特性。在-80°C ?250°C范围内，它的测温精确度可达0.0001°C。还有利用石英谐振频率随电极膜厚而变化的性质，可制成石英测膜厚度计，它的精确度可达10_8Cm。石英谐振器制成的传感器，因石英的物理、化学性能稳定，常常可以获得很高的测量精度。另外，这类传感器输出频率信号，与传统的模拟量输出的传感器相比，它更易于实现传感器信号的采集、处理和输出。目前在公路上进行轴重测量的装置越来越多，但普片测量精度都不高，本设计是利用AT切型的石英谐振器作为力敏感元件设计的石英谐振公路轴重传感器。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，解决了公路轴重测量精度不高的问题。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0005]一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，该传感器包括工字梁测力支架、振荡电路、AT切石英谐振器和两个密封板，所述的工字梁测力支架中部等间距开设有多个左右相通的空腔，空腔两端通过密封板密封，每个空腔内均设有振荡电路和AT切石英谐振器，振荡电路与AT切石英谐振器的两个电极相连，该AT切石英谐振器的上下两端分别抵接工字梁测力支架。
[0006]优选的，一个密封板上设有插座，该插座的两个电极与AT切石英谐振器的两个电极相连。
[0007]优选的，所述的空腔为柱状空腔，所述的密封板、AT切石英谐振器呈圆饼状。
[0008]优选的，所述的工字梁测力支架的空腔的内壁上有两处向内延伸形成的环形凸起，所述的AT切石英谐振器卡在两个环形凸起之间的夹缝内。
[0009]优选的，所述的AT切石英谐振器外周设有用于与工字梁测力支架隔绝的绝缘层。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有体积小，质量轻，稳定性好，Q值高，动态响应好，精度高、数字输出、抗干扰能力强的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为工字梁测力支架的结构示意图；[0012]图2为图1的侧向结构示意图；
[0013]图3为工字梁测力支架的空腔处的剖视结构示意图；
[0014]图4为空腔内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0016]实施例
[0017]本设计是利用AT切型的石英谐振器作为力敏感元件设计的石英谐振公路轴重传感器，用于测量车辆在行进中的轴重。石英谐振器的测力原理是:石英谐振式力传感器的敏感元件是一个具有频率高稳定度的石英谐振器，其基本部分为AT切型的圆形石英晶体平凸片做成的石英机械振子。石英振子的表面镀有纯金膜电极，当交变电场通过电极作用于石英振子时，由于石英晶体的压电效应，石英振子内将被激励起机械振动，同时在石英振子表面生成交变电荷，这些电荷通过电路形成交变电流，从而使石英振子具有导电性。当外电场的激励频率与石英振子的一阶固有频率相等时，石英振子将发生机械共振电路中的交变电流也将达到最大，产生电谐振，谐振频率等于石英振子的固有频率。通常，由于石英材料性能十分稳定，机械品质因素极高，石英谐振器频率稳定度好，只要振子所处状态不变，其谐振频率也不会发生改变。当石英振子边缘上受到应力作用时，石英振子内部的谐振状态发生改变，导致振子内部刚性产生变化，此时谐振频率也相应改变，因此可通过测量石英振子谐振频率的改变量来测出石英振子受径向应力的大小。
[0018]本实用新型基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器的结构如图f图4所示，其包括工字梁测力支架1、振荡电路2、AT切石英谐振器3和两个密封板4。工字梁测力支架I由特制合金钢制作，其由上横板11、中竖板12和下横板13组成。工字梁测力支架I中部，即中竖板12上等间距开设有多个左右相通的空腔5。工字梁测力支架I的长和宽度可根据公路宽度需要而设计生产，一般50cnT200Cm均可，空腔5按照间隔50—100毫米的距离均布在中竖板12上，共5?8个测力单元。
[0019]空腔5两端通过密封板4密封，每个空腔5内均设有振荡电路2和AT切石英谐振器3。振荡电路2通过引线7与AT切石英谐振器3的两个电极相连，该AT切石英谐振器3的上下两端分别抵接工字梁测力支架I。其中一个密封板上设有插座6，该插座6的两个电极与AT切石英谐振器3的两个电极相连，主要用于频率信号的输出。
[0020]空腔5设置为柱状空腔。密封板4、AT切石英谐振器3相应设置成圆饼状。为了更好的固定AT切石英谐振器3，以便于提高测量精度，工字梁测力支架I的空腔5的内壁上有两处向内延伸形成的环形凸起8，AT切石英谐振器3卡在两个环形凸起8之间的夹缝内。
[0021]使用时，将本实用新型放在公路上，当有车从轴重传感器上压过时，工字梁测力支架I将压力传给AT切石英谐振器3，AT切石英谐振器3受到压力后频率发生变化，外部设备通过插座6获取频率变化参数，然后通过计算便可得到车辆在行进中的轴重值。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，该传感器包括工字梁测力支架、振荡电路、AT切石英谐振器和两个密封板，所述的工字梁测力支架中部等间距开设有多个左右相通的空腔，空腔两端通过密封板密封，每个空腔内均设有振荡电路和AT切石英谐振器，振荡电路与AT切石英谐振器的两个电极相连，该AT切石英谐振器的上下两端分别抵接工字梁测力支架。
2.根据权利要求1所述的一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，一个密封板上设有插座，该插座的两个电极与AT切石英谐振器的两个电极相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，所述的空腔为柱状空腔，所述的密封板、AT切石英谐振器呈圆饼状。
4.根据权利要求3所述的一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，所述的工字梁测力支架的空腔的内壁上有两处向内延伸形成的环形凸起，所述的AT切石英谐振器卡在两个环形凸起之间的夹缝内。
5.根据权利要求1所述的一种基于石英谐振器测力原理的石英谐振公路轴重传感器，其特征在于，所述的AT切石英谐振器外周设有用于与工字梁测力支架隔绝的绝缘层。
【文档编号】G01G19/03GK203551058SQ201320723795
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】王天雄, 陈金灵 申请人:四川省三台水晶电子有限公司