專利名稱：一種振動(dòng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種振動(dòng)傳感器，尤其是一種靈敏度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 振動(dòng)效果好的壓電式力傳感器。
技術(shù)背景
振動(dòng)傳感器在測(cè)試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一 ，它的作用主要是將機(jī)械量 接收下來(lái)，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。 所以我們有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。振動(dòng)傳感器并不是直接將原始 要測(cè)的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y(cè)的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸 入量，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量， 最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī) 械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來(lái)決定的。
在振動(dòng)試驗(yàn)中，除了測(cè)量振動(dòng)，還經(jīng)常需要測(cè)量對(duì)試件施加的動(dòng)態(tài)激 振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、體積小和重量輕等 優(yōu)點(diǎn)，因而獲得廣泛應(yīng)用。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的 壓電效應(yīng)，即壓電式力傳感器的輸出電荷信號(hào)與外力成正比。
目前采用壓電式力傳感器主要使用壓電片接收振動(dòng)信號(hào)，壓電片的諧 振頻率較高，振動(dòng)效果不好，靈敏度不高。 發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種振動(dòng)傳 器，通過(guò) 在壓電諧振器的壓電片上增加一彈簧及與彈簧連接的金屬球，實(shí)現(xiàn)增加壓電片重量，以降低諧振頻率，增強(qiáng)了振動(dòng)效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型主要采用如下技術(shù)方案 一種振動(dòng)傳感器，包括微控制芯片，該微控制芯片通過(guò)振蕩放大電路
與壓電諧振器連接，所述壓電諧振器上連接有一彈簧。
所述彈簧一端與壓電諧振器的壓電片連接，另一端固定連接有一金屬球。
所述微控制芯片為AVRMEGA32芯片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)在壓電諧振器的壓電片上增加一彈 簧及與彈簧連接的金屬球，增加壓電片重量，以達(dá)到降低諧振頻率，增強(qiáng) 了振動(dòng)效果的目的。本實(shí)用新型可將信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大后送到單片機(jī)電路 中，進(jìn)行信號(hào)整形和邏輯推理模糊控制，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，振動(dòng)效果好、 靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。 _

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心思想是通過(guò)在壓電諧振器的壓電片上增加一彈簧 及與彈簧連接的金屬球，增加壓電片重量，當(dāng)壓電諧振器有外部壓力時(shí)， 通過(guò)壓電片產(chǎn)生震動(dòng)并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，然后該電信號(hào)通過(guò)振蕩放大 電路傳輸?shù)轿⒖刂菩酒M(jìn)行處理后，通過(guò)微控制芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形和邏 輯推理模糊控制。
為闡述本實(shí)用新型的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本 實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
請(qǐng)參見圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，特別是壓電式力傳感器，該壓電式力傳感器通過(guò)壓電 諧振器上的壓電片接收振動(dòng)信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)信號(hào)振蕩放大電路發(fā)送到微控 制器中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形處理以及邏輯推理模糊控制。
這里的壓電諧振器主要通過(guò)壓電片接收振動(dòng)信號(hào)，其工作原理是利用 壓電晶體的壓電效應(yīng)，即壓電式力傳感器的輸出電荷信號(hào)與外力成正比。 這里壓電晶體的壓電效應(yīng)與壓電片的諧振頻率有很大關(guān)系，為了降低諧振 頻率，需要增加壓電片的重量，因此在壓電片上連接有一個(gè)彈簧，而彈簧 上則固定連接有一個(gè)金屬球，以增加壓電片的重量，降低諧振頻率，提高 諧振靈敏度。
本實(shí)用新型的電路原理為振蕩放大電路主要包括有三極管Q1、 Q2， 電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5, 二極管Dl，其中壓電諧振器位于三極管Ql 的發(fā)射極和基極之間，而三極管Q1的集電極和基極之間通過(guò)電阻R1連接， 這里Ql將壓電諧振器產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行放大輸出。
Ql的集電極一端通過(guò)電阻R3與Q2連接， 一端通過(guò)電阻R2與二極管 Dl連接，形成單向?qū)?，其中Q2接收極通過(guò)電阻R4與R3連接，而它的 基極則直接與R3連接，另外Q2的集電極一端通過(guò)電阻R5接地， 一端則 與微控制芯片AVRMEGA32的端口 A (PA7-PA0)連接。
微控制芯片AVRMEGA32的端口 A (PA7-PA0)為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬 輸入端，為8位雙向I/0口，具有可編程內(nèi)部上拉電阻。其輸出的緩沖器具 有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，如果內(nèi)部 上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使 系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A處于高阻狀態(tài)。而端口B (PB7-PB0)、端口C (PC7-PC0)和端口D (PD7-PD0)都與端口A相同。其中RESET為復(fù)位輸入引腳，持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位，而持續(xù)
時(shí)間小于門限時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。XTAL1為反向振蕩放大器與 片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端；。XTAL2為反向振蕩放大器的輸出端；VCC 為端口 A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源;AREF為A/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳，XTAL1 、 XTAL2與外部接線端子板連接，VCC與VDD連接，RESET則通過(guò)R6與 VDD連接。
通過(guò)振蕩放大電路輸入的電信號(hào)輸入到微控制芯片AVR MEGA32的 端口A中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)的整形和邏輯推理模糊控制。
以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種振動(dòng)傳感器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中 應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本 領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范 圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型 的限制。
權(quán)利要求1、一種振動(dòng)傳感器，其特征在于包括微控制芯片，該微控制芯片通過(guò)振蕩放大電路與壓電諧振器連接，所述壓電諧振器上連接有一彈簧。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于所述彈簧一端與 壓電諧振器的壓電片連接，另一端固定連接有一金屬球。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于所述微控制芯片 為AVRMEGA32芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種振動(dòng)傳感器，包括微控制芯片，該微控制芯片通過(guò)振蕩放大電路與壓電諧振器連接，所述壓電諧振器上連接有一彈簧。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)在壓電諧振器的壓電片上增加一彈簧及與彈簧連接的金屬球，增加壓電片重量，以達(dá)到降低諧振頻率，增強(qiáng)了振動(dòng)效果的目的。本實(shí)用新型可將信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大后送到單片機(jī)電路中，進(jìn)行信號(hào)整形和邏輯推理模糊控制，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，振動(dòng)效果好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01H11/08GK201378077SQ20092013034
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者林善棠, 王天祿 申請(qǐng)人:深圳市德澤能源科技有限公司