一种抗干扰的压电传感器结构的制作方法

本实用新型属于压电陶瓷应用技术领域，具体涉及一种抗干扰的压电传感器结构。

背景技术：

压电陶瓷材料具有独特的压电效应，可将机械能转变为电能。在外界振动或者冲击的作用下，压电陶瓷受到压力产生变形，输出电荷量。在持续振动的工况条件下，压电陶瓷也将持续不断地输出电荷信号。压电陶瓷的这种特性被应用制作成压电传感器，检测振动状态。

现有压电传感器接收到振动环境中的所有信号，并传输到后续仪表，其中包括电磁脉冲等其他干扰信号，这些信号往往需要后期处理掉，才能准确检测出振动状态的物理量。且这部分干扰信号后期处理较为复杂、甚至很难处理干净，影响测试准确性。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种抗干扰的压电传感器结构，压电传感器中的压电陶瓷设置相互隔离的正、负极性区域，在振动环境下可以得到两路信号，对两路信号进行简单处理，即可有效的消除电磁脉冲等干扰信号。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种抗干扰的压电传感器结构，包括压电陶瓷片、底座、绝缘垫片、质量块、锁紧螺母和电极片，所述压电陶瓷片在同一个表面上设置相互隔离的正、负极性区域，在压电陶瓷片两侧依次夹电极片和绝缘垫片，并固定在底座上；在绝缘垫片上设质量块，锁紧螺母从外部拧紧质量块以给予压电陶瓷预紧力。

所述压电陶瓷片为一片或者多片叠加，在压电陶瓷片表面隔离设置正、负极性区域；或者由两片或多片极性相反的压电陶瓷片组成。

在振动环境下，所述压电陶瓷片中的正、负极性两个区域，分别输出两路振动信号，且两路信号相位相反。

本实用新型的抗干扰的压电传感器结构，压电陶瓷片在同一个表面上设置相互隔离的正、负极性区域，压电陶瓷片两侧夹电极片、绝缘垫片，与质量块固定在底座上，锁紧螺母按照一定扭矩拧紧以给予压电陶瓷预紧力。在被测振动环境下，基于压电效应原理，压电陶瓷会输出电荷。由于压电陶瓷片有两个极性相反的部分组成，因此可得到两个相位相反的输出信号。对两个输出信号进行处理，并采用减法器电路，可叠加形成完整的振动信号。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的抗干扰的压电传感器结构，采用在压电陶瓷表面设置相互隔离的正、负极性区域，得到两路相位完全相反的输出信号，对两路信号进行处理，并使用减法器电路，可有效将电磁脉冲等干扰信号抵消掉，得到平滑的波形信号，提高测试准确性。

附图说明

图1是压电陶瓷极性设置示意图；

图2是压电传感器中心压缩结构示意图；

图3中A、B、C是压电传感器信号输出波形示意图；

图4是压电传感器平面剪切结构示意图；

图5是压电传感器环形剪切结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图进一步阐明本实用新型，本具体实施方式在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1和图2所示，抗干扰的压电传感器结构，为中心压缩结构，在压电陶瓷片1（圆环）表面设置相互隔离的区域，并分别极化成正、负极性。压电陶瓷片两侧布置电极片6、绝缘垫片3，并固定在底座2上；在绝缘垫片3上设质量块4，锁紧螺母5从外部拧紧质量块4以给予压电陶瓷预紧力。

在振动环境下，表面正极性的压电陶瓷一侧，受到来自质量块的压力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号，如图3A所示；表面负极性的压电陶瓷一侧，受到来自质量块的压力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号，如图3B所示；这两路信号相位完全相反。对两路信号进行处理，并使用减法器电路，两路信号将叠加成完整的振动信号。如图3C所示。叠加过程中，正极、负极一侧接收到的振动信号中的电磁脉冲等干扰信号将抵消掉。得到平滑的振动波形信号。

实施例2

如图4所示，抗干扰的压电传感器结构，为平面剪切结构，压电陶瓷片1（矩形）极化后去除压电陶瓷极化方向上的电极，在90度方向两侧做电极。按照两片压电陶瓷正、负极性方向相反的设置，压电陶瓷片1两侧依次布置电极片6、绝缘垫片3，并固定在底座2上；在绝缘垫片3上设质量块4，锁紧螺母5从外部拧紧质量块4以给予压电陶瓷预紧力。

在振动环境下，正极性一侧的压电陶瓷，受到来自质量块的剪切力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号；负极性一侧的压电陶瓷，受到来自质量块的剪切力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号；这两路信号相位完全相反。对两路信号进行处理，并使用减法器电路，两路信号将叠加成完整的振动信号。叠加过程中，正极、负极一侧接收到的振动信号中的电磁脉冲等干扰信号将抵消掉。得到平滑的振动波形信号。

实施例3

如图5所示，抗干扰的压电传感器结构，为环形剪切结构，在压电陶瓷片1（圆环）端面制作隔离的正负极性区域，并极化，极化后去除压电陶瓷圆环极化方向上的电极，在圆环的内外圆柱面上做电极，电极按照正、负极位置相互隔离。压电陶瓷片1内外布置电极片6、绝缘垫片3，并固定在底座2上；在绝缘垫片3外设质量块4，按照环形剪切结构装配成传感器。

在振动环境下，正极性一侧的压电陶瓷，受到来自质量块的剪切力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号；负极性一侧的压电陶瓷，受到来自质量块的剪切力，压电陶瓷输出电荷，经电极片输出信号；这两路信号相位完全相反。对两路信号进行处理，并使用减法器电路，两路信号将叠加成完整的振动信号。叠加过程中，正极、负极一侧接收到的振动信号中的电磁脉冲等干扰信号将抵消掉。得到平滑的振动波形信号。