轴向移动物体的线加速度测量装置的制作方法

本实用新型涉及物体的加速度测量，特别是涉及一种轴向移动物体的线加速度测量装置。

背景技术：

人们知道，线加速度是描述刚体线速度的大小和方向对时间变化率的物理量。线加速度通常由加速度传感器进行测量，其可测量运动物体运动的加速度并输出加速度信号的装置。其包括应变片式、差动变压器式和压电式等。其中，应变片式加速度传感器的弹性元件为悬臂梁式，在梁的端部有一质量块，当物体以加速度运行时，弹性元件受惯性力的作用而产生弹性变形，且变形与加速度成正比，测出悬臂梁的应变就可测得加速度的大小。差动变压器式加速度传感器是将外壳、线圈等与弹簧片组成的组件固定在被测件上，当被测件以加速度运动时，铁芯的惯性力作用在弹簧片上而产生位移变形，则差动变压器有输出，其输出与铁芯位移即加速度成正比。压电式加速度传感器则是利用压电晶体的压电效应进行测量。现有的加速度传感器各有其适用范围和对象，且都会由于测量条件的不同而影响其测量速度和精度，特别是对于测量微小加速度，且测量精度要求较高的场合，现有加速度传感器就具有明显的局限性。特别是现有加速度传感器由于使用磁性器件，其性能会随着时间而变弱，导致其性能不稳定。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种结构简单，反应灵敏，可测量微小加速度，且测量精度高，体积小的轴向移动物体的线加速度测量装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种轴向移动物体的线加速度测量装置，该装置设有基座，基座内下部设有挠性摆片，该挠性摆片的上下表面都带有正电荷，在所述挠性摆片的上下两侧分别设有上电极板和下电极板，该上电极板和下电极板上分别带有正、负电荷，所述基座的顶部密封连接有上端盖，基座的下端密封连接有封胶座，所述上电极板和下电极板上分别连接有电信号输入端子和输出端子，在基座内上部设有带控制电路的电路板，所述挠性摆片、上电极板及下电极板分别与所述电路板电连接，所述基座底部设有对基座内抽真空的抽真空口。

所述基座为管状体，其由金属材料制成，基座外表面设有固定被测物体用的凸沿，该凸沿上设有多个连接孔，基座底部设有固定下电极板的环形台阶，基座底部设有向下延伸的凸台。

所述挠性摆片由微晶玻璃材料制成，其表面镀有金属导电膜。

所述上电极板和下电极板由微晶玻璃材料制成，其表面镀有金属导电膜。

所述上端盖为金属材料制成的开口向下的杯状体，其顶部设有向外延伸的凸沿，上端盖的凸沿与所述基座的上端面对合并焊接固定。

上电极板、挠性摆片及下电极板由装在上电极板上部的内压环及外压环压紧定位，其中，所述内压环的下端设有凸沿，在该凸沿处装有外压环，所述内压环抵压在所述上电极板上，外压环抵压在内压环的凸沿上，外压环的上端与所述上端盖的下端相接触。

电路板固定在所述内压环上部，其上的控制电路为伺服放大器，该伺服放大器分别与所述上电极板、挠性摆片及下电极板电连接，其输出信号经所述电信号输出端子输出到外部设备。

所述基座的抽真空口由封胶座密封，该封胶座与基座的凸台螺纹连接，其与基座的抽真空口之间填充有密封胶。

该测量装置通过所述基座的凸沿上的连接孔与被测物体相连接，以测定轴向移动物体的线加速度。

本实用新型的贡献在于，其有效克服了现有技术的局限性。本实用新型通过由挠性摆片及上电极板和下电极板构成的核心器件形成由电场驱动且处于真空条件下的挠性加速度测量方式，其不仅易于控制，且反应灵敏，可用于测量微小加速度，且测量精度高。本实用新型还具有结构简单，体积小等特点。

【附图说明】

图1是本实用新型的整体结构剖视图。

图2是本实用新型的电路原理图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和说明，对本实用新型不构成任何限制。

参阅图1，本实用新型的轴向移动物体的线加速度测量装置包括基座 10、挠性摆片20、上电极板30、下电极板40、上端盖50、封胶座60、输入端子71、输出端子72及电路板80。

如图1所示，所述基座10为管状体，其由金属材料制成，本实施例中，该基座10由铝合金材料制成。在基座10外表面设有固定测量装置用的凸沿12，该凸沿12上设有多个连接孔121，基座10可通过该连接孔121与外部设备相连接。在基座10内底部设有环形台阶13，其用于固定下电极板 40。所述基座10底部设有对基座内抽真空的抽真空口11，本实施例中，该抽真空口11处装有抽气嘴，通过该抽真空口11可对基座10内部抽真空，使其内的测量器件工作在真空状态下。在所述基座10的顶部密封连接有上端盖50，该上端盖50为铝合金材料制成的开口向下的杯状体，上端盖顶部设有向外延伸的凸沿51，该凸沿51的外径与基座10外径相同，上端盖的凸沿51与所述基座10的上端面对合并焊接固定。基座10底部设有向下延伸的凸台14，该凸台14为下端开口的管状体，且其带有外螺纹，用于连接封胶座60，基座10的下端密封连接有封胶座60，该封胶座60由铝合金材料制成的带内螺纹的杯状体，其中央开有供抽气嘴穿置的抽气孔，该封胶座60与抽气嘴之间填充有密封胶61。

图1中，在基座10内下部设有挠性摆片20，该挠性摆片20是该测量装置的核心器件，它是由微晶玻璃材料制成的片状体，挠性摆片20的外表面镀有金属导电膜，使得其上下表面都带有正电荷。

图1中，在所述挠性摆片20的上下两侧分别设有上电极板30和下电极板40，该上电极板30和下电极板40是由微晶玻璃材料制成的板状体，其表面镀有金属导电膜，使得该上电极板30和下电极板40上分别带有正、负电荷。本实施例中，在上电极板30上带有正电荷，下电极板40上带有负电荷。该上电极板30和下电极板40所带的正、负电荷通电后将产生电场，使得挠性摆片20受到电场力作用而产生微小变形。本实施例中，所述下电极板40下部设有与基座10内的环形台阶13对应的凸起，下电极板40 通过其凸起与基座10内的环形台阶13对合并定位。上电极板30和下电极板40将挠性摆片20夹持其中，并由装在上电极板30上部的内压环91及外压环92压紧定位。所述内压环91的下端设有向外的凸沿911，在该凸沿 911处装有外压环92，所述内压环91抵压在所述上电极板30上，用于限定上电极板30的轴向移动。所述外压环92抵压在内压环的凸沿911上，外压环92的上端与所述上端盖50的下端相接触，上端盖50经外压环92、内压环91对上电极板30、下电极板40及挠性摆片20限位。所述上电极板 30和下电极板40上分别连接有电信号输入端子71和输出端子72，用于向电路板80上的控制电路发送控制信号或由控制电路输出加速度检测信号。

图1中，在基座10内上部设有带控制电路的电路板80，本实施例中，所述电路板80固定在所述内压环91上部。所述挠性摆片20、上电极板30 及下电极板40分别与所述电路板80电连接，且该电路板80与发出指令的外部设备，如电脑、Ipad、手机等有线或无线连接。所述电路板80上设有控制电路，本实施例中，控制电路为伺服放大器，该伺服放大器80A分别与所述上电极板30、挠性摆片20及下电极板40电连接，其输出信号经所述电信号输出端子72输出到外部设备。所述挠性摆片20与上电极板30及下电极板40之间产生与旋转角成比例的电压变化，并通过伺服放大器进行相位检波放大。此时上电极板30及下电极板40产生反馈电流，该电流的极性是使摆片趋于零位，即由加速度所造成的弯矩与电场力发生的力矩相平衡。

本实用新型的轴向移动物体的线加速度测量装置在使用时通过所述基座的凸沿12上的连接孔121连接到被测物体上，以测定轴向移动物体的线加速度。

本实用新型的工作原理如图2所示，该测量装置通电后，上电极板30 及下电极板40产生电场，挠性摆片20在电场中受到电场力的作用。若在输入轴方向上作用某一加速度，则挠性摆片20产生微小的变形，挠性摆片 20与上电极板30及下电极板40之间产生与旋转角成比例的电压变化，并通过伺服放大器进行相位检波放大。此时上电极板30及下电极板40产生反馈电流，该电流的极性使摆片趋于零位，即由加速度所造成的弯矩与电场力发生的力矩相平衡。据此可计算出轴向移动物体的线加速度。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。