本實(shí)用新型涉及一種加速度傳感器，尤其涉及一種輸出結(jié)果為數(shù)字信號(hào)的數(shù)字式石英撓性加速度傳感器。

背景技術(shù)：

石英撓性加速度傳感器是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要元件之一，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海及武器系統(tǒng)的導(dǎo)航制導(dǎo)與控制等領(lǐng)域。在現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)石英撓性加速度傳感器都是將感應(yīng)到的外界加速度轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)對(duì)外輸出的，而外部系統(tǒng)需要采集的是數(shù)字信號(hào)。

為了解決上述問(wèn)題，在專(zhuān)利號(hào)為ZL 200920230361.X的中國(guó)實(shí)用新型中提供了一種數(shù)字加速度計(jì)。它包括外殼、管腳、表頭、伺服電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。其中，表頭、伺服電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路封裝在外殼內(nèi)，表頭的輸出端與伺服電路的輸入端連接，伺服電路的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與管腳連接。該數(shù)字加速度計(jì)的輸出為數(shù)字量。

但是，上述數(shù)字加速度計(jì)采用電流/頻率型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，輸出的數(shù)字信號(hào)不能直接傳遞給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，還需要將數(shù)字信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路進(jìn)行處理后再傳輸?shù)綄?dǎo)航計(jì)算機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算。這樣，上述數(shù)字加速度計(jì)在與外部信號(hào)處理電路連接的過(guò)程中有可能會(huì)受到外界環(huán)境的干擾，從而影響數(shù)字信號(hào)的傳輸效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種數(shù)字式石英撓性加速度傳感器。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用下述的技術(shù)方案：

一種數(shù)字式石英撓性加速度傳感器，包括表頭與混合集成電路，所述表頭與所述混合集成電路采用多根連線進(jìn)行連接；其中，所述混合集成電路的封裝結(jié)構(gòu)由多根引腳構(gòu)成；所述多根引腳分別為模擬信號(hào)輸出端、力矩自檢端、－12V～－15V的直流電源輸入端、+12V～+15V的直流電源輸入端、地線、自檢端、第一數(shù)字輸出端和第二數(shù)字輸出端。

其中較優(yōu)地，所述混合集成電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述單片機(jī)通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行連接。

其中較優(yōu)地，所述混合集成電路上設(shè)有多個(gè)焊盤(pán)。

其中較優(yōu)地，所述多個(gè)焊盤(pán)與多根連線的一端相連，所述多根連線的另一端與所述表頭的多根接線柱相連。

其中較優(yōu)地，所述多個(gè)焊盤(pán)分別為差動(dòng)電容的負(fù)極接線端(C－)、差動(dòng)電容的正極接線端(C+)、力矩器正極接線端、力矩器負(fù)極接線端、地線接線端。

其中較優(yōu)地，多根接線柱分別與差動(dòng)電容傳感器的正極和負(fù)極、電磁力矩器的正極和負(fù)極以及地線相連。

其中較優(yōu)地，所述模擬信號(hào)輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，所述第一數(shù)字輸出端和所述第二數(shù)字輸出端與單片機(jī)連接。

其中較優(yōu)地，所述連線為鍍銀裸銅線。

其中較優(yōu)地，所述表頭與所述混合集成電路封裝在殼體內(nèi)，所述殼體為封閉的金屬構(gòu)件。

本實(shí)用新型所提供的數(shù)字式石英撓性加速度傳感器中，混合集成電路增加了模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能單元，并且只需要改變其安裝定位和輸出端口，再將其數(shù)字輸出端口直接引出，就可以直接輸出數(shù)字信號(hào)。因此，該數(shù)字式石英撓性加速度傳感器的工作效率很高。

附圖說(shuō)明

圖1是石英撓性加速度傳感器的工作原理示意圖；

圖2A是現(xiàn)有技術(shù)中，石英撓性加速度傳感器的主視圖；

圖2B是現(xiàn)有技術(shù)中，石英撓性加速度傳感器的側(cè)視圖；

圖3A是本實(shí)用新型中，石英撓性加速度傳感器的主視圖；

圖3B是本實(shí)用新型中，石英撓性加速度傳感器的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型所提供的數(shù)字式石英撓性加速度傳感器，由表頭和混合集成電路組成。其中，表頭與混合集成電路采用多根鍍銀裸銅線進(jìn)行連接。混合集成電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行連接。表頭與混合集成電路封裝在殼體內(nèi)，該殼體為封閉的金屬構(gòu)件。

圖2A至圖2B所示為現(xiàn)有技術(shù)中石英撓性加速度傳感器的外形結(jié)構(gòu)。其中，殼體內(nèi)的混合集成電路的封裝結(jié)構(gòu)由8根引腳構(gòu)成，與該混合集成電路配套的電路蓋具有8根引腳過(guò)孔，使8根引腳透過(guò)該孔展露在殼體的外部，其中，引腳5是信號(hào)輸出端，引腳6是力矩自檢端，引腳7是－12V～－15V的直流電源輸入端，引腳8是+12V～+15V的直流電源輸入端，引腳9是地線，引腳10是自檢端，引腳11是－9V的輸出端，引腳12是+9V的輸出端。在混合集成電路的電路基板上連接有電路元器件，在其上面還有5個(gè)焊盤(pán)，5個(gè)焊盤(pán)分布在電路元器件兩側(cè)。5個(gè)焊盤(pán)分別為差動(dòng)電容的負(fù)極接線端(C－)、差動(dòng)電容的正極接線端(C+)、力矩器正極接線端、力矩器負(fù)極接線端、地線接線端。5個(gè)焊盤(pán)通過(guò)5根連線分別與表頭的5根接線柱相連。其中，5根接線柱又分別與差動(dòng)電容傳感器的正極和負(fù)極、電磁力矩器的正極和負(fù)極以及地線相連。通過(guò)引腳7的直流電源輸入端和引腳8的直流電源輸入端可以為石英撓性加速度傳感器提供工作電源。當(dāng)受到外界的加速度影響，此石英撓性加速度傳感器將加速度轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)輸出端進(jìn)行輸出。通過(guò)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以呈現(xiàn)出外界加速度的大小。此過(guò)程比較繁瑣，而且在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)很容易受到外界干擾，導(dǎo)致所測(cè)量的加速度數(shù)值不準(zhǔn)確。

在本實(shí)用新型中，在混合集成電路部分增加了能實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量轉(zhuǎn)化的功能單元，即采用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，并能直接進(jìn)行數(shù)字量輸出。如圖3A至圖3B所示，本實(shí)用新型中，殼體內(nèi)的混合集成電路的封裝結(jié)構(gòu)也是由8根引腳構(gòu)成，并且與該混合集成電路配套的電路蓋也是具有8根引腳過(guò)孔，使8根引腳透過(guò)該孔展露在殼體的外部。其中，引腳13是模擬信號(hào)輸出端，引腳6是力矩自檢端，引腳7是－12V～－15V直流電源輸入端，引腳8是+12V～+15V直流電源輸入端，引腳9是地線，引腳10是自檢端，引腳14是數(shù)字輸出端，引腳15也是數(shù)字輸出端。同樣，混合集成電路上的5個(gè)焊盤(pán)同上所述。

下面結(jié)合圖1介紹本數(shù)字式石英撓性加速度傳感器的工作原理。

通過(guò)引腳7的直流電源輸入端和引腳8的直流電源輸入端為本數(shù)字式石英撓性加速度傳感器進(jìn)行供電，使其進(jìn)入準(zhǔn)備工作的狀態(tài)下。此時(shí)，當(dāng)外界加速度沿該石英撓性加速度傳感器的輸入軸作用，由此產(chǎn)生的慣性力作用于檢測(cè)質(zhì)量擺組件1上，導(dǎo)致檢測(cè)質(zhì)量擺組件1的位置發(fā)生變化，由于檢測(cè)質(zhì)量擺組件1的一部分位于差動(dòng)電容傳感器3中電容的兩極板之間，從而引起差動(dòng)電容傳感器3的電容值發(fā)生變化，通過(guò)引線反饋給與差動(dòng)電容傳感器3相連的混合集成電路4中的差動(dòng)電容檢測(cè)器檢測(cè)到這一電容值的變化，將電容值變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流反饋至電磁力矩器2，從而使電磁力矩器2產(chǎn)生電磁力矩，使得與其連接的檢測(cè)質(zhì)量擺組件1重新回到平衡狀態(tài)。在力平衡狀態(tài)下，作用于檢測(cè)質(zhì)量擺組件1上的慣性力與電磁力矩器2的電磁力平衡，測(cè)量采樣電阻兩端的電壓，將所測(cè)的電壓值通過(guò)模擬信號(hào)輸出端13將電壓這一模擬量傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號(hào)傳遞給與之相連的單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，在單片機(jī)中轉(zhuǎn)換成加速度值傳遞給數(shù)字輸出端14和數(shù)字輸出端15，這兩個(gè)數(shù)字輸出端能夠?qū)纹瑱C(jī)處理后的數(shù)字信號(hào)傳遞給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航運(yùn)算。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所提供的數(shù)字式石英撓性加速度傳感器只需要改變其安裝定位和輸出端口，再將其數(shù)字輸出端口直接引出，就可以直接輸出數(shù)字信號(hào)。因此，該數(shù)字式石英撓性加速度傳感器的工作效率很高。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的數(shù)字式石英撓性加速度傳感器進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。對(duì)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見(jiàn)的改動(dòng)，都將構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。