一种数字式石英挠性加速度传感器的制作方法

本实用新型涉及一种加速度传感器，尤其涉及一种输出结果为数字信号的数字式石英挠性加速度传感器。

背景技术：

石英挠性加速度传感器是惯性导航系统的主要元件之一，被广泛应用于航天、航空、航海及武器系统的导航制导与控制等领域。在现有技术中，大多数石英挠性加速度传感器都是将感应到的外界加速度转换成模拟信号对外输出的，而外部系统需要采集的是数字信号。

为了解决上述问题，在专利号为ZL 200920230361.X的中国实用新型中提供了一种数字加速度计。它包括外壳、管脚、表头、伺服电路和模数转换电路。其中，表头、伺服电路和模数转换电路封装在外壳内，表头的输出端与伺服电路的输入端连接，伺服电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端与管脚连接。该数字加速度计的输出为数字量。

但是，上述数字加速度计采用电流/频率型模数转换电路，输出的数字信号不能直接传递给导航计算机，还需要将数字信号通过信号处理电路进行处理后再传输到导航计算机进行导航计算。这样，上述数字加速度计在与外部信号处理电路连接的过程中有可能会受到外界环境的干扰，从而影响数字信号的传输效果。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种数字式石英挠性加速度传感器。

为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种数字式石英挠性加速度传感器，包括表头与混合集成电路，所述表头与所述混合集成电路采用多根连线进行连接；其中，所述混合集成电路的封装结构由多根引脚构成；所述多根引脚分别为模拟信号输出端、力矩自检端、－12V～－15V的直流电源输入端、+12V～+15V的直流电源输入端、地线、自检端、第一数字输出端和第二数字输出端。

其中较优地，所述混合集成电路包括模数转换电路与单片机，所述模数转换电路与所述单片机通过导线进行连接。

其中较优地，所述混合集成电路上设有多个焊盘。

其中较优地，所述多个焊盘与多根连线的一端相连，所述多根连线的另一端与所述表头的多根接线柱相连。

其中较优地，所述多个焊盘分别为差动电容的负极接线端(C－)、差动电容的正极接线端(C+)、力矩器正极接线端、力矩器负极接线端、地线接线端。

其中较优地，多根接线柱分别与差动电容传感器的正极和负极、电磁力矩器的正极和负极以及地线相连。

其中较优地，所述模拟信号输出端与模数转换电路连接，所述第一数字输出端和所述第二数字输出端与单片机连接。

其中较优地，所述连线为镀银裸铜线。

其中较优地，所述表头与所述混合集成电路封装在壳体内，所述壳体为封闭的金属构件。

本实用新型所提供的数字式石英挠性加速度传感器中，混合集成电路增加了模拟信号转换成数字信号的功能单元，并且只需要改变其安装定位和输出端口，再将其数字输出端口直接引出，就可以直接输出数字信号。因此，该数字式石英挠性加速度传感器的工作效率很高。

附图说明

图1是石英挠性加速度传感器的工作原理示意图；

图2A是现有技术中，石英挠性加速度传感器的主视图；

图2B是现有技术中，石英挠性加速度传感器的侧视图；

图3A是本实用新型中，石英挠性加速度传感器的主视图；

图3B是本实用新型中，石英挠性加速度传感器的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容做进一步的详细说明。

本实用新型所提供的数字式石英挠性加速度传感器，由表头和混合集成电路组成。其中，表头与混合集成电路采用多根镀银裸铜线进行连接。混合集成电路包括模数转换电路和单片机，模数转换电路和单片机通过导线进行连接。表头与混合集成电路封装在壳体内，该壳体为封闭的金属构件。

图2A至图2B所示为现有技术中石英挠性加速度传感器的外形结构。其中，壳体内的混合集成电路的封装结构由8根引脚构成，与该混合集成电路配套的电路盖具有8根引脚过孔，使8根引脚透过该孔展露在壳体的外部，其中，引脚5是信号输出端，引脚6是力矩自检端，引脚7是－12V～－15V的直流电源输入端，引脚8是+12V～+15V的直流电源输入端，引脚9是地线，引脚10是自检端，引脚11是－9V的输出端，引脚12是+9V的输出端。在混合集成电路的电路基板上连接有电路元器件，在其上面还有5个焊盘，5个焊盘分布在电路元器件两侧。5个焊盘分别为差动电容的负极接线端(C－)、差动电容的正极接线端(C+)、力矩器正极接线端、力矩器负极接线端、地线接线端。5个焊盘通过5根连线分别与表头的5根接线柱相连。其中，5根接线柱又分别与差动电容传感器的正极和负极、电磁力矩器的正极和负极以及地线相连。通过引脚7的直流电源输入端和引脚8的直流电源输入端可以为石英挠性加速度传感器提供工作电源。当受到外界的加速度影响，此石英挠性加速度传感器将加速度转换成模拟信号，再通过信号输出端进行输出。通过将模拟信号转换成数字信号以呈现出外界加速度的大小。此过程比较繁琐，而且在进行模数转换时很容易受到外界干扰，导致所测量的加速度数值不准确。

在本实用新型中，在混合集成电路部分增加了能实现模拟量向数字量转化的功能单元，即采用模数转换电路和单片机实现模拟量向数字量的转化，并能直接进行数字量输出。如图3A至图3B所示，本实用新型中，壳体内的混合集成电路的封装结构也是由8根引脚构成，并且与该混合集成电路配套的电路盖也是具有8根引脚过孔，使8根引脚透过该孔展露在壳体的外部。其中，引脚13是模拟信号输出端，引脚6是力矩自检端，引脚7是－12V～－15V直流电源输入端，引脚8是+12V～+15V直流电源输入端，引脚9是地线，引脚10是自检端，引脚14是数字输出端，引脚15也是数字输出端。同样，混合集成电路上的5个焊盘同上所述。

下面结合图1介绍本数字式石英挠性加速度传感器的工作原理。

通过引脚7的直流电源输入端和引脚8的直流电源输入端为本数字式石英挠性加速度传感器进行供电，使其进入准备工作的状态下。此时，当外界加速度沿该石英挠性加速度传感器的输入轴作用，由此产生的惯性力作用于检测质量摆组件1上，导致检测质量摆组件1的位置发生变化，由于检测质量摆组件1的一部分位于差动电容传感器3中电容的两极板之间，从而引起差动电容传感器3的电容值发生变化，通过引线反馈给与差动电容传感器3相连的混合集成电路4中的差动电容检测器检测到这一电容值的变化，将电容值变化转换成相应的电流反馈至电磁力矩器2，从而使电磁力矩器2产生电磁力矩，使得与其连接的检测质量摆组件1重新回到平衡状态。在力平衡状态下，作用于检测质量摆组件1上的惯性力与电磁力矩器2的电磁力平衡，测量采样电阻两端的电压，将所测的电压值通过模拟信号输出端13将电压这一模拟量传递给模数转换电路进行模数转换，转换出的数字信号传递给与之相连的单片机进行进一步处理，在单片机中转换成加速度值传递给数字输出端14和数字输出端15，这两个数字输出端能够将单片机处理后的数字信号传递给导航计算机进行导航运算。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的数字式石英挠性加速度传感器只需要改变其安装定位和输出端口，再将其数字输出端口直接引出，就可以直接输出数字信号。因此，该数字式石英挠性加速度传感器的工作效率很高。

以上对本实用新型所提供的数字式石英挠性加速度传感器进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。