专利名称：压电谐振式力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种力测量装置，特别是一种压电谐振式力传感器。
压电谐振式力传感器是利用压电石英谐振器作为敏感元件的数字式传感器。当外力作用于谐振器，导致谐振器基片内应变状态改变时，将引起谐振器的谐振频率的改变，频率的改变量反映外力的大小。U.S.Pat，NO.3，891，870公开了一种该形式的传感器，其结构如
图1所示。其工作原理是外力F通过压块16作用于敏感谐振器11，导致谐振器11的频率改变，借此实施测量。该传感器采用较多的分离部件，用螺钉连接和定位，故体积大，装配工艺复杂，性能价格比低，调整困难。
本发明的目的是提供一种结构简单，体积小，装配工艺简单，能够适应大批量生产，易于调整且性能价格比高的压电谐振式力传感器。
本发明所指的压电谐振式力传感器包括压块，定位膜片，敏感谐振器、垫块、支架、底座和壳体，敏感谐振器固定于压块与垫块之间，外力通过压块与垫块对敏感谐振器产生对径压力。其特征是压块固定于定位膜片上，其上半部凸出于定位膜片之上，下半部位于定位膜片之下，压块与敏感谐振器接触处开有定位槽，并设有V型引导槽;支架由支架座和固定于支架座上的两个金属电极A、B构成，电极A、B在装配时可约束敏感谐振器，成型后可将谐振器的电极与外电路连接。构件与构件相连处均采用套装插式结构。
本发明还可以将压块、定位膜片和壳体做成一体。
本发明采用套装插式结构，用V型引导槽帮助准确定位，减少分离部件数量，故装配工艺简单、结构紧凑、体积小、且性能价格比高。
下面结合实施例进一步说明本发明图1.现有压电谐振式力传感器结构图。
图2.本发明结构简图。
图3.本发明另一个实施例结构简图。
图4.图3的A-A剖面图。
图5.图3所示传感器的装配示意图。
实施例1.
如图2所示。压块为凸台型，穿过定位膜片2上的定位孔，使其上半部凸出于膜片2之上，用于承受外力的作用，避免施力体与膜片2直接接触，压块1粘于或焊于膜片2上，其下半部和敏感谐振器4接触，作为谐振器4的上支撑，接触处有定位槽并设计有V型引导槽9，便于装配时准确定位。敏感谐振器4固定于压块1与垫块5之间，外力借助压块1和垫块5对敏感谐振器4产生对径压力。垫块5下部开有定位槽，且固定于支架6上，支架6由支架座和固定于支架座上的两个金属电极A、B构成，电极A、B在装配时可起约束敏感谐振器4的作用，成型后可将谐振器4的电极与外电路接通。定位膜片2、外壳3及底座7粘接或焊接在一起，形成一封闭腔，将敏感谐振器4及其支撑部件封闭于其中。图中8为绝缘套。除敏感谐振器4和金属电极A、B外，其余部件采用金属或工程塑料。
外力通过压块1向下作用于敏感谐振器4上，传感器通过引线A、B接至测量电路，产生随作用力大小而变化的电信号。
实施例2如图3、图4所示。定位膜片2和壳体3加工成一体，定位膜片2下表面有一凸台，其上有定位槽和V型引导槽9，相当于压块1位于定位膜片2下面的部分，做为敏感谐振器4的上支撑。受力体为一球体，可以和定位膜片2加工成一体，也可以是分体的，特别是可以为一钢球，位于定位膜片2之上，相当于压块1位于定位膜片2之上的部分。其它部件同实施例1。除敏感谐振器4和金属电极A、B外，其它部件用工程塑料制成，本实施例的装配工艺如图5所示，将各构件接顺序套装在一起，且将相接触的构件与构件之间粘接起来即可。
工作过程同实施例1。
权利要求
1.一种压电谐振式力传感器，包括压块(1)、定位膜片(2)、敏感谐振器(4)、垫块(5)、支架(6)、壳体(3)和底座(7)，敏感谐振器(4)固定于压块(1)与垫块(5)之间，外力通过压块(1)与垫块(5)对敏感谐振器(4)产生对径压力，其特征是压块(1)固定于定位膜片(2)上，其上半部凸出于定位膜片(2)之上，下半部位于定位膜片(2)之下，与敏感谐振器(4)接触处开有定位槽，并设有V型引导槽9；支架(6)由支架座和固定于支架座上的两个金属电极A、B构成，金属电极A、B在装配时可约束敏感谐振器(4)，成型后可将谐振器(4)的电极与外电路连通；构件与构件相连处均采用套装插式结构。
2.根据权利要求1所述的压电谐振式力传感器，其特征是压块(1)、定位膜片(2)、壳体(3)为一体。
3.根据权利要求2所述的压电谐振式力传感器，其特征是压块(1)位于定位膜片(2)之上的部分为一球体。
4.根据权利要求1或2所述的压电谐振式力传感器，其特征是敏感谐振器(4)是在加载部位磨有圆缺的圆片式谐振器。
5.根据权利要求3所述的压电谐振式力传感器，其特征是敏感谐振器(4)是在加载部位磨有圆缺的圆片式谐振器。
6.根据权利要求1或2所述的压电谐振式力传感器，其特征是除敏感谐振器(4)和金属电极A、B外，其余部件均采用工程塑料。
7.根据权利要求3所述的压电谐振式力传感器，其特征是除敏感谐振器(4)和金属电极A、B外，其余部件均采用工程塑料。
8.根据权利要求4所述的压电谐振式力传感器，其特征是除敏感谐振器(4)和金属电极A、B外，其余部件均采用工程塑料。
9.根据权利要求5所述的压电谐振式力传感器，其特征是除敏感谐振器(4)和金属电极A、B外，其余部件均采用工程塑料。
全文摘要
本发明涉及一种压电谐振式力传感器。本发明采用套装插式结构连接和定位，将许多部件做成一体，减少分离部件数量，从而使本发明装配工艺简单，结构紧凑，体积小，性能价格比高。
文档编号G01L1/16GK1113006SQ9510498
公开日1995年12月6日 申请日期1995年5月19日 优先权日1995年5月19日
发明者冯冠平, 朱惠忠 申请人:清华大学