一种基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器的制作方法

1.本技术涉及信号检测技术领域，尤其涉及一种基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器。


背景技术：

2.现有的温度振动复合传感器，都是以温度检测为主，附带轴向振动检测，其大多采用安装质量块以检测振动时产生的压力或者剪力的方法对加速度进行测量。该方法存在结构复杂、加工繁琐、振动检测量程小、灵敏度低的缺点，并且由于加工误差的存在，每个传感器都需要单独标定，因此，不适合高精度、多轴向的信号检测。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供一种基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器，不仅能够同时检测待测物体的振动信号和温度信号，而且具有结构简单紧凑、易于组装调试的优点。
4.为达到上述目的，本技术的实施例提供了一种基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器，包括传感器外壳、温度传感器探头、mems加速度芯片和信号处理芯片；所述传感器外壳内设有左右贯通的安装腔，所述安装腔内设有传感器安装基座，且所述传感器安装基座连接在所述传感器外壳的左端开口处，所述传感器外壳的右端开口处设有传感器盖板；所述温度传感器探头连接在所述传感器安装基座的左端，所述信号处理芯片设置在所述传感器安装基座的右端，所述mems加速度芯片设置在所述信号处理芯片上；所述安装腔的底部设有出线口，所述出线口处连接出线接头。
5.进一步地，所述出线口的中心线与所述安装腔的底面之间具有夹角。
6.进一步地，所述安装腔为工字形，所述安装腔的左右侧壁上均设有左右贯通的连接孔。
7.进一步地，所述传感器安装基座包括第一安装部和设置所述第一安装部右端的第二安装部；所述第一安装部的截面为工字形，所述第一安装部焊接在所述传感器外壳的左端开口处，所述第一安装部上设有沿左右方向延伸的安装孔，所述温度传感器探头的一端固定在所述安装孔内；所述第二安装部为矩形板，所述信号处理芯片通过第一螺栓连接在所述第二安装部上，且所述信号处理芯片位于所述安装腔的中部。
8.进一步地，所述mems加速度芯片焊接在所述信号处理芯片上。
9.进一步地，所述温度传感器探头焊接在所述传感器安装基座上。
10.进一步地，所述mems加速度芯片能够采集待检测件的加速度值，并转化为电信号输出至信号处理芯片；所述信号处理芯片能够对所述电信号进行降噪和放大。
11.进一步地，所述mems加速度芯片为多个。
12.进一步地，所述mems加速度芯片能够在高频状态下测量单个方向的振动信号，且所述mems加速度芯片的单轴向量程为
±
100g，采样频率21khz。
13.进一步地，所述mems加速度芯片能够在低频状态下同时测量三个方向的加速度
值。
14.本技术相比现有技术具有以下有益效果：
15.1、本技术实施例温度振动复合传感器过在传感器外壳上设置温度传感器探头，在传感器外壳内设置mems加速度芯片和信号处理芯片，相比现有技术采用安装质量块的技术方案，不仅能够同时检测待测物体的振动信号和温度信号，而且具有结构简单紧凑、易于组装调试的优点。
16.2、本技术实施例温度振动复合传感器可根据实际需要选择单轴或多轴信号采集，且具有信号精度高，量程大的优点。
17.3、本技术实施例温度振动复合传感器中的mems加速度芯片输出信号稳定，无需复杂的信号标定操作。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器的剖视图；
20.图2为本技术实施例基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器的一个视角的结构示意图(去掉传感器盖板)；
21.图3为本技术实施例基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器的另一个视角的结构示意图(去掉传感器盖板)；
22.图4为本技术实施例基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器中传感器安装基座的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
27.参照图1，本技术的实施例提供了一种基于mems加速度芯片的温度振动复合传感器，包括传感器外壳1、温度传感器探头2、信号处理芯片3和mems加速度芯片4。
28.参照图1至图3，传感器外壳1内设有左右贯通的安装腔11，为了便于安装芯片和接线，安装腔11为工字形，安装腔11的左右侧壁上均设有左右贯通的连接孔13。第二螺栓9穿过连接孔13后与待测件连接。安装腔11内设有传感器安装基座5，且传感器安装基座5连接在传感器外壳1的左端开口处，传感器外壳1的右端开口处焊接传感器盖板6。温度传感器探头2连接在传感器安装基座5的左端，信号处理芯片3设置在传感器安装基座5的右端，mems加速度芯片4设置在信号处理芯片3上。安装腔11的底部设有出线口12，出线口12处连接出线接头7。
29.为了便于接线及安装出线接头7，出线口12的中心线与安装腔11的底面之间具有夹角。具体的，夹角可以为45度、90度或其他角度，此处不做限制。
30.参照图1和图4，传感器安装基座5包括第一安装部51和设置第一安装部51右端的第二安装部52。第一安装部51的截面为工字形，第一安装部51焊接在传感器外壳1的左端开口处。第一安装部51上设有沿左右方向延伸的定位安装孔511，温度传感器探头2的一端固定在定位安装孔511内。
31.第二安装部52为矩形板，该矩形板垂直设置在第一安装部51的圆形右端面上，且该矩形板的宽度方向的边长与厚度方向的边长围成的表面，与第一安装部51的圆形右端面固连。该矩形板上设有四个沿厚度方向延伸的螺纹孔521，信号处理芯片3通过第一螺栓8连接在第二安装部52上，且信号处理芯片3竖直设置于安装腔11的中部。为了连接更可靠，且便于加工，mems加速度芯片4焊接在信号处理芯片3上。
32.在一些实施例中，温度传感器探头2的一端焊接在传感器安装基座5的定位安装孔511处，另一端探入待测件内部进行温度检测。
33.mems加速度芯片4能够采集被检测件的振动信号，并转化为电信号输出，具体的，振动作用于mems加速度芯片4时可直接转化为电信号，并通过信号处理芯片降噪和放大后输出。由此，无需加装质量块等压电或压感结构，结构简单，节省空间，组装方便。
34.在一些实施例中，mems加速度芯片4能够在低频状态下同时测量多个方向的振动信号，具有量程大，灵敏度高的优点。
35.在另一些实施例中，mems加速度芯片4能够在高频状态下测量单个方向的振动信号。具体的，mems加速度芯片4的单轴向量程为
±
100g，采样频率21khz。另外还可以通过排布多个mems加速度芯片4来以获得高频状态下的三轴振动信号，需要说明的是，三轴是指x、y和z轴。
36.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。