本发明专利是一种振动信号检测装置，特别是一种用于振动信号提取装置，属于振动信号检测领域。
背景技术：
振动信号的提取广泛应用于机械振动研究、汽车系统、传感器等领域中。在振动信号的提取中，如何消除外部因素对信号的影响是决定信号精度的主要因素。对于一些振动信号的提取方法，在提取信号时受到一些外部因素如噪声或其他振动的影响等，使得振动信号的提取和检测有较大的误差。为了实现更高的信号提取灵敏度，需要采用影响更小的测量方式，然而如何降低外部因素的影响，成为制约振动信号提取精度提高的难题之一。压电片具有变形后能产生电压的特性，且产生的电压信号较强，非常适合用于测量振动信号。场效应管具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象安全工作区域宽等优点。在振动信号提取方面，通常采用检测位移信号的方法，即将位移信号转化为光、电、磁等信号，通过测量这些信号，实现高灵敏度的位移测量。本发明可以广泛应用于机械振动、力学分析等领域的振动信号检测和提取工作。
技术实现要素：
本发明针对振动信号难以提取的现状，提供一种基于场效应管栅极敏感效应的压电振动传感装置。
本发明专利解决其技术问题所采用的方案是：所述基于场效应管栅极敏感效应的压电振动传感装置，包括悬臂梁的静电激励振动装置、振动信号提取装置两部分。所述悬臂梁的静电激励振动装置，其特征在于：所述悬臂梁的静电激励振动装置由悬臂梁、接地端、静电驱动极板、交流信号源、底板、金金属层、侧板、压电片、驱动开关和导线组成。所述悬臂梁左端固定在侧板上，右端自由，在悬臂梁下表面镀上一层金金属层；所述静电驱动极板位于悬臂梁的正下方，固结于底板上，长度比悬臂梁稍微短一些，悬臂梁下表面的金金属层的左端通过导线连接交流信号源的左端，交流信号源的右端通过导线连接驱动开关的左端，驱动开关的右端通过导线连接静电驱动极板的右端；所述压电片固结在悬臂梁上表面的左端，压电片的右端通过导线与接地端连接，压电片的左端伸出导线(即a端)，与振动信号提取回路上电容的右端(即a端)连接。
所述振动信号提取装置由场效应管、栅极电源、电容、源漏极电源、信号采集器、开关和导线组成。所述场效应管的c端通过导线连接源漏极电源负极，源漏极电源正极通过导线连接信号采集器的左端，信号采集器的右端通过导线连接开关左端，开关右端通过导线连接场效应管的d端，场效应管的b端通过导线连接栅极电源，栅极电源通过导线连接电容的左端，电容的右端通过导线连接悬臂梁上压电片的左端(即a端)。
所述场效应管由金属电极、漏极、源极和栅极组成。所述栅极接出的导线为b端，源极接出的导线为c端，漏极接出的导线为d端。
悬臂梁在交流信号激励作用下产生受迫振动；当悬臂梁振动时，压电片随着悬臂梁的振动发生变形，不断被压缩和拉伸，产生随着梁振动的周期性电压，该电压与场效应管的栅极所连接的栅极电源叠加，使场效应管源漏极之间产生变化规律相同的周期性变化电流。悬臂梁振动时，其频率和振动信号提取回路上电流的变化频率是一样的，这样就完成了振动信号的提取。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.场效应管应用于机械敏感时，可以使得机械敏感信号能够同电子信号处理与逻辑电路直接耦合，从而使引入的寄生效应最小化。
附图说明
图1悬臂梁的静电激励振动装置图；
图2振动信号提取电路图；
图3场效应管结构图；
图中，1、悬臂梁 2、接地端 3、静电驱动极板 4、驱动开关 5、交流信号源 6、底板 7、金金属层 8、侧板 9、压电片 10、电容 11、开关 12、信号采集器 13、源漏极电源 14、场效应管 15、栅极电源 16、金属电极 17、漏极 18、源极 19、栅极
具体实施方式
以下结合附图做作进一步详述：
本实施例的主体结构包括悬臂梁的静电激励振动装置、振动信号提取装置两部分。所述悬臂梁1的静电激励振动装置由悬臂梁1、接地端2、静电驱动极板3、交流信号源5、底板6、金金属层7、侧板8、压电片9、驱动开关4和导线组成。所述悬臂梁1左端固定在侧板8上，右端自由，在悬臂梁1下表面镀上一层金金属层7；所述静电驱动极板3位于悬臂梁1的正下方，固结于底板6上，长度比悬臂梁1稍微短一些，悬臂梁1下表面的金金属层7的左端通过导线连接交流信号源5的左端，交流信号源5的右端通过导线连接驱动开关4的左端，驱动开关4的右端通过导线连接静电驱动极板3的右端；所述压电片9固结在悬臂梁1上表面的左端，压电片9的右端通过导线与接地端2连接，压电片9的左端伸出导线(即a端)，与振动信号提取回路上电容10的右端(即a端)连接。
所述振动信号提取装置由场效应管14、栅极电源15、电容10、源漏极电源13、信号采集器12、开关11和导线组成。所述场效应管14的c端通过导线连接源漏极电源13负极，源漏极电源13正极通过导线连接信号采集器12的左端，信号采集器12的右端通过导线连接开关11左端，开关11右端通过导线连接场效应管14的d端，场效应管14的b端通过导线连接栅极电源15，栅极电源15通过导线连接电容10的左端，电容10的右端通过导线连接悬臂梁1上压电片9的左端(即a端)。
所述场效应管14由金属电极16、漏极17、源极18和栅极19组成。所述栅极19接出的导线为b端，源极18接出的导线为c端，漏极17接出的导线为d端。
悬臂梁1在交流信号激励作用下产生受迫振动；当悬臂梁1振动时，压电片9随着悬臂梁1的振动发生变形，不断被压缩和拉伸，产生随着悬臂梁1振动的周期性电压，该电压与场效应管14的栅极19所连接的栅极电源15叠加，使场效应管14源漏极之间产生变化规律相同的周期性变化电流。悬臂梁1振动时，其频率和振动信号提取回路上电流的变化频率是一样的，这样就完成了振动信号的提取。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进，均应包含在本发明所述的保护范围之内。