一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置屬于傳感器及測控研究領(lǐng)域，應(yīng)用于單晶片、單石英晶組或多石英晶組在X、Y、Z三個方向上的靈敏度標(biāo)定。標(biāo)定裝置由基礎(chǔ)支架、操作平臺、立桿和橫桿、加載頭、拉壓應(yīng)變式傳感器以及若干個內(nèi)六角螺釘和六角螺母組成。該裝置在X、Y、Z三個方向上分別采用帶有拉壓應(yīng)變片傳感器的加載頭，實現(xiàn)三個方向力的加載，每個加載頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)都一樣，每個加載頭上的拉壓應(yīng)變片傳感器與電壓顯示器連接。該標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小巧，穩(wěn)定性好，操作簡單、使用方便，成本較低，可實現(xiàn)對壓電傳感器中的石英晶片或晶組靈敏度的可靠標(biāo)定。
【專利說明】—種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓電石英傳感器及測控研究領(lǐng)域，是一種可以快速實現(xiàn)石英晶片靈敏度靜態(tài)標(biāo)定的標(biāo)定裝置，應(yīng)用于單片XO或YO切型石英晶片或者單向、雙向和三向壓電石英傳感器中XO或YO石英晶組三個方向上的靈敏度標(biāo)定。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電石英傳感器的設(shè)計制作過程主要有晶片的選取、晶軸方向的判別、組合晶組的結(jié)構(gòu)設(shè)計、晶體盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計、晶組與晶體盒的組裝及性能測試、電子束焊接以及總體性能測試等。傳感器在封合、焊接后，投入使用前必須進行一次性能標(biāo)定，其目的是檢查傳感器是否達(dá)到所要求的技術(shù)性能指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)問題以便在以后傳感器設(shè)計和制作時為提高其質(zhì)量提供方向。
[0003]標(biāo)定裝置的設(shè)計與選擇應(yīng)與壓電式力傳感器的作用原理及結(jié)構(gòu)特點為依據(jù)。常見的標(biāo)定裝置有測力砝碼標(biāo)定臺以及拉壓式環(huán)形測力計標(biāo)定臺。
[0004]A)測力砝碼標(biāo)定臺:適用于小力值傳感器的標(biāo)定，由于不采用力的轉(zhuǎn)換機構(gòu)避免了杠桿的制造以及摩擦損失帶來的標(biāo)定誤差，因而標(biāo)定精度高，但這種標(biāo)定裝置對加載機構(gòu)的對稱性和平衡性要求較高，對標(biāo)定時加載的平穩(wěn)性要求也較高，操作要求高。
[0005]B)拉壓式環(huán)形測力計標(biāo)定臺:主要由螺桿式壓力機、帶桿放大及百分表頭的標(biāo)準(zhǔn)測力計組成，依靠測力環(huán)的形變量與作用力呈線性這一基本規(guī)律來確定加載的大小，操作簡便，應(yīng)用范圍廣，但由于標(biāo)定過程存在力的放大及轉(zhuǎn)換過程而產(chǎn)生一定誤差，因而標(biāo)定精度相對前者要低。
[0006]一個壓電石英傳感器質(zhì)量的好壞與設(shè)計制作過程中每個步驟都密切相關(guān)，尤其是石英晶片的質(zhì)量以及組合晶組的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，然而在設(shè)計制作過程中，由于各種原因，誤差不可避免的存在。為了盡可能的降低誤差，一些情況下需要對未封裝前的石英晶組靈敏度進行檢測標(biāo)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是克服了傳感器標(biāo)定領(lǐng)域只對成型傳感器進行標(biāo)定而無法實現(xiàn)單石英晶片或石英晶組進行標(biāo)定的缺陷，而發(fā)明一種能實現(xiàn)對石英晶片或晶組靈敏度進行標(biāo)定的裝置。一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置在χ、R、ζ三個方向上分別采用帶有拉壓應(yīng)變片傳感器的加載頭，實現(xiàn)三個方向的力的加載。三個加載頭由內(nèi)六角螺釘固定在帶有多排螺孔的橫桿上，可實現(xiàn)加載頭X、Y、Z方向位置的快捷調(diào)節(jié)。該標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，操作簡單、使用方便，成本較低，可實現(xiàn)石英晶片以及石英晶組靈敏度的標(biāo)定。
[0008]本發(fā)明所采用的技`術(shù)方案是:一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置由標(biāo)定裝置由基礎(chǔ)支架、操作平臺、立桿和橫桿、加載頭、拉壓應(yīng)變式傳感器以及若干個內(nèi)六角螺釘和六角螺母組成；該裝置在X、Y、Z三個方向上分別采用帶有拉壓應(yīng)變片傳感器的加載頭，實現(xiàn)三個方向力的加載，每個加載頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)都一樣，每個加載頭上的拉壓應(yīng)變片傳感器與電壓顯示器連接；即拉壓應(yīng)變式傳感器12連接在加載頭10的一端來檢測X方向所施加載荷的大小，拉壓應(yīng)變式傳感器13連接在加載頭9的一端來檢測Y方向所施加載荷的大小，拉壓應(yīng)變式傳感器14連接在加載頭8的一端來檢測Z方向所施加載荷的大?。?br> [0009]操作平臺6水平置于基礎(chǔ)支架7上，并且使用12個內(nèi)六角螺釘16與基礎(chǔ)支架7固定在一起，操作平臺6上加工了螺紋孔陣列；標(biāo)定裝置共有三對立桿和一對橫桿，分別為一對右側(cè)Z向立桿3、一對左側(cè)Z向立桿4、一對后方Z向立桿5和一對上端Y向橫桿I,三對立桿和和一對橫桿上都打有多對螺紋孔；一對右側(cè)Z向立桿3和一對左側(cè)Z向立桿4使用8個六角螺母2將一對上端Y向橫桿I和基礎(chǔ)支架7連接固定在一起，一對后方Z向立桿5使用兩個六角螺母2與基礎(chǔ)支架7連接固定在一起。
[0010]X向加載頭10通過兩枚內(nèi)六角螺釘17固定在一對立桿5上；X向加載頭10具體裝配方式為:加載頭外套19 一端的左右兩側(cè)分別開有條形孔a和條形孔b，并由一對內(nèi)六角螺釘17直接與一對立桿5連接固定，另一端通過內(nèi)六角螺釘25與端蓋22連接封裝，力口載軸20安裝在加載頭外套19內(nèi)，軸上端開有鍵槽，限位內(nèi)六角螺釘18穿過加載頭外套19伸入鍵槽，限制加載軸20的位移方向；加載軸20 —端通過螺紋副與拉壓應(yīng)變式傳感器12連接，另一端與加載螺桿24通過螺紋副連接，手柄15安裝在加載螺桿24的另一端，止推軸承21安裝在加載螺桿24的軸肩位置處，由端蓋22壓緊，彈簧卡圈23卡住加載螺桿，防止其竄動。Y向加載頭9通過內(nèi)六角螺釘17固定在一對立桿4上；Z向加載頭8通過內(nèi)六角螺釘11固定在一對橫桿I上。
[0011]本發(fā)明的顯著效果是:設(shè)計發(fā)明的一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置，在X、Y、Z三個方向上分別設(shè)置了一個帶有拉壓應(yīng)變式傳感器的加載頭，加載頭直接作用在石英晶片或晶組上，能夠避免諸多干擾因素精確地測量出石英晶片或晶組在X、Y、Z方向上的靈敏度，通過與理論值進行比較可知此晶片質(zhì)量優(yōu)劣，為傳感器的設(shè)計和制作檢測和篩選更合適的石英晶片或晶組，可以盡可能的提高傳感器的質(zhì)量精度。該標(biāo)定裝置也可用于其它壓電材料性能的標(biāo)定檢測，如壓電陶瓷等，提供借鑒和參考。該標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，工藝性好，操作簡便，能實現(xiàn)三個方向的靈敏度標(biāo)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置的主視圖，圖2為一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置的俯視圖，圖3為一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置中X向加載頭的剖視圖，圖4為圖3的A向視圖。
[0013]圖中:1_ 一對上端Y向橫桿，2-六角螺母,3- —對左側(cè)Z向立桿,4- 一對右側(cè)Z向立桿，5-—對后方Z向立桿，6-操作平臺，7-基礎(chǔ)支架，8-Z向加載頭，9-Y向加載頭，IO-X向加載頭，11-緊固Z向加載頭用內(nèi)六角螺釘，12-X向傳感器，13-Y向傳感器，14-Z向傳感器，15-手柄，16-緊固操作平臺用內(nèi)六角螺釘，17-緊固X向加載頭用內(nèi)六角螺釘，18-限位內(nèi)六角螺釘，19-加載頭外套，20-加載軸，21-止推軸承，22-端蓋，23-彈簧卡圈，24-加載螺桿，25-緊固端蓋用內(nèi)六角螺釘，a-加載頭外套端面左側(cè)條形孔，b-加載頭外套端面右側(cè)條形孔?！揪唧w實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細(xì)說明本發(fā)明的實施。按附圖1，附圖2中所示的參考坐標(biāo)系，以XO切型方形α-右旋石英晶片為例。由壓電原理，可得石英晶片或晶組電荷靈敏度Sq計算公式如式(I)所示。
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種石英晶片或晶組靈敏度標(biāo)定裝置，其特征在于，標(biāo)定裝置由基礎(chǔ)支架、操作平臺、立桿和橫桿、加載頭、拉壓應(yīng)變式傳感器以及若干個內(nèi)六角螺釘和六角螺母組成；該裝置在X、Y、Z三個方向上分別采用帶有拉壓應(yīng)變片傳感器的加載頭，實現(xiàn)三個方向力的加載，每個加載頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)都一樣，每個加載頭上的拉壓應(yīng)變片傳感器與電壓顯示器連接；即拉壓應(yīng)變式傳感器(12)連接在加載頭(10)的一端來檢測X方向所施加載荷的大小，拉壓應(yīng)變式傳感器(13)連接在加載頭(9)的一端來檢測Y方向所施加載荷的大小，拉壓應(yīng)變式傳感器(14)連接在加載頭(8)的一端來檢測Z方向所施加載荷的大?。? 操作平臺(6)水平置于基礎(chǔ)支架(7)上，并且使用多個內(nèi)六角螺釘(16)與基礎(chǔ)支架(7)固定在一起，操作平臺(6)上加工了螺紋孔陣列；標(biāo)定裝置共有三對立桿和一對橫桿，分別為一對右側(cè)Z向立桿(3)、一對左側(cè)Z向立桿(4)、一對后方Z向立桿(5)和一對上端Y向橫桿(I),立桿和橫桿上都打有多對螺紋孔；一對右側(cè)Z向立桿(3)和一對左側(cè)Z向立桿(4)使用8個六角螺母(2)將一對上端Y向橫桿(I)和基礎(chǔ)支架(7)連接固定在一起，一對后方Z向立桿(5)使用兩個六角螺母(2)與基礎(chǔ)支架(7)連接固定在一起； X向加載頭(10)通過兩枚內(nèi)六角螺釘(17)固定在一對立桿(5)上；X向加載頭(10)具體裝配方式為:加載頭外套(19)一端的左右兩側(cè)分別開有條形孔(a)和條形孔(b)，并由一對內(nèi)六角螺釘(17)直接與一對立桿(5)連接固定，另一端通過內(nèi)六角螺釘(25)與端蓋(22)連接封裝，加載軸(20)安裝在加載頭外套(19)內(nèi)，軸上端開有鍵槽，限位內(nèi)六角螺釘(18)穿過加載頭外套(19 )伸入鍵槽，限制加載軸(20 )的位移方向；加載軸(20 ) 一端通過螺紋副與拉壓應(yīng)變式傳感器(12)連接，另一端與加載螺桿(24)通過螺紋副連接，手柄(15)安裝在加載螺桿(24)的另一端，止推軸承(21)安裝在加載螺桿(24)的軸肩位置處，由端蓋(22)壓緊，彈簧卡圈(23)卡住加載螺桿；Y向加載頭(9)通過內(nèi)六角螺釘(17)固定在一對立桿(4)上；Ζ向加載頭(8)通過內(nèi)六角螺釘(11)固定在一對橫桿(I)上。
【文檔編號】G01L25/00GK103712738SQ201310703618
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】任宗金, 張軍, 李 東, 賈振元, 王飛, 趙麗琦, 盧曉紅 申請人:大連理工大學(xué)