CN103557968B - 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法 - Google Patents

压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103557968B
CN103557968B CN201310595201.6A CN201310595201A CN103557968B CN 103557968 B CN103557968 B CN 103557968B CN 201310595201 A CN201310595201 A CN 201310595201A CN 103557968 B CN103557968 B CN 103557968B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sliding tray
microseism
piezoelectric ceramic
piezoelectric
fore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310595201.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103557968A (zh
Inventor
迟庆国
杨奉佑
田朔
任雄飞
崔洋
张昌海
王鑫鑫
马涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201310595201.6A priority Critical patent/CN103557968B/zh
Publication of CN103557968A publication Critical patent/CN103557968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103557968B publication Critical patent/CN103557968B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法，属于压电传感器领域。本发明是为了解决现有压电传感器中压电陶瓷片的焊接点没有定位依据的问题。本发明所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法，通过检测微震弹簧与压电陶瓷片所有接触点处的电信号数据，并对所有接触点处的电信号数据进行灵敏度计算，并将所有点的灵敏度值进行比较，获得具有最大灵敏度值的点，即获得压电陶瓷片的最佳焊接点。根据该焊接点，将压电陶瓷片焊接到压电传感器中，使压电传感器的灵敏度提高了75%，从而拓宽了压电传感器的探测范围，能够使压电传感器实现微小信号的检测以及转换。本发明适用于为压电传感器中的压电陶瓷片焊接点进行定位。

Description

压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法
技术领域
本发明属于压电传感器领域。
背景技术
传感器是一种广泛用于工业、农业、国防和医学等领域的具有检测功能的器件，被称作“电五官”，即通过摸拟人类五官的功能，对各种非电量进行检测。压电传感器是利用压电陶瓷片的压电效应，将应力或应变转换成电压或电荷，再通过放大器进行放大和输出的装置。压电传感器是由将外界力传递到压电陶瓷片的力学***、压电陶瓷片和将电荷传递到仪表的测量电路三部分组成的。压电陶瓷片是压电传感器的关键部件，从信号变换角度来看，压电陶瓷片相当于一个电荷发生器。力学***是安装和固定压电陶瓷片的支架部分，由该***直接与外界接触，当受到外力作用时，支架和压电陶瓷片一起产生形变。压电陶瓷片由形变产生电荷输出。压电传感器中压电陶瓷片的焊接点会因为几何位置的不同对压电传感器的灵敏度造成影响，以往采用固定焊接点或者随机选取焊接点的方式，焊接点的位置没有定位依据，导致传感器的灵敏度得不到保证，限制了压电传感器的应用范围。
发明内容
本发明是为了解决现有压电传感器中压电陶瓷片的焊接点没有定位依据的问题，现提供压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法。
压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置，它包括：智能控制模块、第一数据串口、第二数据串口、第一智能驱动模块、第一传动机构、第二智能驱动模块、第二传动机构、微震弹簧装置和压力传感器组；
智能控制模块通过第一数据串口与第一智能驱动模块连接，第一智能驱动模块用于驱动第一传动机构运动，智能控制模块通过第二数据串口与第二智能驱动模块连接，第二智能驱动模块用于驱动第二传动机构运动，智能控制模块的压力检测信号输入端连接压力传感器组的压力信号输出端；
所述微震弹簧装置包括：第一弹簧装置和第二弹簧装置；
所述第一弹簧装置包括：上X轴杆、下X轴杆、上Y轴板、下Y轴板、第一顶柱、第二顶柱、第一微震弹簧、第二微震弹簧、第一旋钮、第二旋钮、上X轴滑块和下X轴滑块；
上X轴杆沿其长度方向设有上X向滑动槽，上X轴滑块嵌入所述上X向滑动槽内，上Y轴板固定在上X轴滑块上，上Y轴板上设有上Y向滑动槽，所述上Y向滑动槽的方向与上X向滑动槽的方向相互垂直，第一顶柱和第二顶柱均嵌入上Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接；
下X轴杆沿其长度方向设有下X向滑动槽，下X轴滑块嵌入所述下X向滑动槽内，下Y轴板固定在下X轴滑块上，下Y轴板上设有下Y向滑动槽，所述下Y向滑动槽的方向与下X向滑动槽的方向相互垂直，第一旋钮和第二旋钮均嵌入下Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接，第一微震弹簧与第一旋钮连接，第二微震弹簧与第二旋钮连接，第一微震弹簧与第一顶柱垂直对应，第二微震弹簧与第二顶柱垂直对应；
所述第一弹簧装置和第二弹簧装置的结构完全相同；
所述压力传感器组包括四个压力传感器，四个压力传感器分别用于检测微震弹簧装置中四个微震弹簧的压力；
所述第二传动机构与第一传动机构的结构完全相同，
第一传动机构用于驱动第一弹簧装置，第一传动机构用于驱动第二弹簧装置，
其中，第一传动机构用于带动第一弹簧装置中的上Y轴板沿上X轴杆的上X向滑动槽滑动；还用于带动第一弹簧装置中的下Y轴板沿下X轴杆的下X向滑动槽滑动；还用于带动第一顶柱和第二顶柱沿上Y轴板的上Y向滑动槽滑动；还用于带动第一旋钮和第二旋钮沿下Y轴板的下Y向滑动槽运动。
压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，所述定位方法包括以下步骤：
步骤一：将压电陶瓷片夹在顶柱与微震弹簧之间，使得每个顶柱与一个微震弹簧上下对应，手动调节旋钮，使得四个微震弹簧的压缩距离相等，然后执行步骤二；
步骤二：智能控制模块同时控制第一智能驱动模块或第二智能驱动模块，使得一个微震弹簧和与其对应的顶柱依次移动到压电陶瓷片上的每个待测点的位置；在微震四个弹簧和与其对应的顶柱均移动到待测点位置的时候，压力传感器组读取四个待测点在的压力信号数据；然后执行步骤三；
步骤三：根据灵敏度计算公式对步骤二获得的数据进行计算，求出每个待测点的灵敏度，并对所有待测点的灵敏度进行比较，获得具有最大灵敏度的待测点，将该待测点的坐标作为压电陶瓷片的最佳焊接点的坐标。
本发明所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法，通过检测微震弹簧与压电陶瓷片所有接触点处的电信号数据，并对所有接触点处的电信号数据进行灵敏度计算，并将所有点的灵敏度值进行比较，获得具有最大灵敏度值的点，即获得压电陶瓷片的最佳焊接点，同时本发明采用智能控制模块使操作过程智能化，达到精确测量的目的。
根据本发明所述的定位方法定位的焊接点，将压电陶瓷片焊接到压电传感器中，使压电传感器的灵敏度提高了75%，从而拓宽了压电传感器的探测范围，能够使压电传感器实现微小信号的检测以及转换。
本发明所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法适用于为压电传感器中的压电陶瓷片焊接点进行定位。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置的结构示意图。
图2为具体实施方式一所述的微震弹簧装置的主视图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2的A-A视图。
图5为具体实施方式二所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法的流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1至图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置，它包括：智能控制模块1、第一数据串口21、第二数据串口22、第一智能驱动模块31、第一传动机构33、第二智能驱动模块32、第二传动机构34、微震弹簧装置4和压力传感器组15；
智能控制模块1通过第一数据串口21与第一智能驱动模块31连接，第一智能驱动模块31用于驱动第一传动机构33运动，智能控制模块1通过第二数据串口22与第二智能驱动模块32连接，第二智能驱动模块32用于驱动第二传动机构34运动，智能控制模块1的压力检测信号输入端连接压力传感器组15的压力信号输出端；
所述微震弹簧装置4包括：第一弹簧装置和第二弹簧装置；
所述第一弹簧装置包括：上X轴杆5、下X轴杆6、上Y轴板7、下Y轴板8、第一顶柱9、第二顶柱10、第一微震弹簧11、第二微震弹簧12、第一旋钮13、第二旋钮14、上X轴滑块和下X轴滑块；
上X轴杆5沿其长度方向设有上X向滑动槽，上X轴滑块嵌入所述上X向滑动槽内，上Y轴板7固定在上X轴滑块上，上Y轴板7上设有上Y向滑动槽，所述上Y向滑动槽的方向与上X向滑动槽的方向相互垂直，第一顶柱9和第二顶柱10均嵌入上Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接；
下X轴杆6沿其长度方向设有下X向滑动槽，下X轴滑块嵌入所述下X向滑动槽内，下Y轴板8固定在下X轴滑块上，下Y轴板8上设有下Y向滑动槽，所述下Y向滑动槽的方向与下X向滑动槽的方向相互垂直，第一旋钮13和第二旋钮14均嵌入下Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接，第一微震弹簧11与第一旋钮13连接，第二微震弹簧12与第二旋钮14连接，第一微震弹簧11与第一顶柱9垂直对应，第二微震弹簧12与第二顶柱1垂直对应；
所述第一弹簧装置和第二弹簧装置的结构完全相同；
所述压力传感器组15包括四个压力传感器，四个压力传感器分别用于检测微震弹簧装置4中四个微震弹簧的压力；
所述第二传动机构34与第一传动机构33的结构完全相同，
第一传动机构33用于驱动第一弹簧装置，第一传动机构33用于驱动第二弹簧装置，
其中，第一传动机构33用于带动第一弹簧装置中的上Y轴板7沿上X轴杆5的上X向滑动槽滑动；还用于带动第一弹簧装置中的下Y轴板8沿下X轴杆的下X向滑动槽滑动；还用于带动第一顶柱9和第二顶柱10沿上Y轴板7的上Y向滑动槽滑动；还用于带动第一旋钮13和第二旋钮14沿下Y轴板8的下Y向滑动槽运动。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置作进一步说明，本实施方式中，四个微震弹簧的弹性系数均在150N/m至160N/m之间。
具体实施方式三：参照图5具体说明本实施方式，本实施方式采用具体实施方式一所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置来实现压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，所述定位方法包括以下步骤：
步骤一：将压电陶瓷片夹在顶柱与微震弹簧之间，使得每个顶柱与一个微震弹簧上下对应，手动调节旋钮，使得四个微震弹簧的压缩距离相等，然后执行步骤二；
步骤二：智能控制模块1同时控制第一智能驱动模块31或第二智能驱动模块32，使得一个微震弹簧和与其对应的顶柱依次移动到压电陶瓷片上的每个待测点的位置；在微震四个弹簧和与其对应的顶柱均移动到待测点位置的时候，压力传感器组15读取四个待测点在的压力信号数据；然后执行步骤三；
步骤三：根据灵敏度计算公式对步骤二获得的数据进行计算，求出每个待测点的灵敏度，并对所有待测点的灵敏度进行比较，获得具有最大灵敏度的待测点，将该待测点的坐标作为压电陶瓷片的最佳焊接点的坐标。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法作进一步说明，本实施方式中，步骤一之前，首先对智能控制模块1预热，预热时间为30分钟。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法作进一步说明，本实施方式中，步骤一之前，首先启动第一数据串口21和第二数据串口22，依据压电陶瓷的性能切换第一数据串口21和第二数据串口22的数据通道，等待5分钟使信号稳定。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式三、四或五所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法作进一步说明，本实施方式中，所述压电陶瓷片的材料为BT钙钛矿结构的陶瓷材料。
在给予BT钙钛矿结构的陶瓷材料一定的机械振动信号时，陶瓷表面会产生一定的电荷变化，从而输出一定的电信号。

Claims (6)

1.压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置，其特征在于，它包括：智能控制模块(1)、第一数据串口(21)、第二数据串口(22)、第一智能驱动模块(31)、第一传动机构(33)、第二智能驱动模块(32)、第二传动机构(34)、微震弹簧装置(4)和压力传感器组(15)；
智能控制模块(1)通过第一数据串口(21)与第一智能驱动模块(31)连接，第一智能驱动模块(31)用于驱动第一传动机构(33)运动，智能控制模块(1)通过第二数据串口(22)与第二智能驱动模块(32)连接，第二智能驱动模块(32)用于驱动第二传动机构(34)运动，智能控制模块(1)的压力检测信号输入端连接压力传感器组(15)的压力信号输出端；
所述微震弹簧装置(4)包括：第一弹簧装置和第二弹簧装置；
所述第一弹簧装置包括：上X轴杆(5)、下X轴杆(6)、上Y轴板(7)、下Y轴板(8)、第一顶柱(9)、第二顶柱(10)、第一微震弹簧(11)、第二微震弹簧(12)、第一旋钮(13)、第二旋钮(14)、上X轴滑块和下X轴滑块；
上X轴杆(5)沿其长度方向设有上X向滑动槽，上X轴滑块嵌入所述上X向滑动槽内，上Y轴板(7)固定在上X轴滑块上，上Y轴板(7)上设有上Y向滑动槽，所述上Y向滑动槽的方向与上X向滑动槽的方向相互垂直，第一顶柱(9)和第二顶柱(10)均嵌入上Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接；
下X轴杆(6)沿其长度方向设有下X向滑动槽，下X轴滑块嵌入所述下X向滑动槽内，下Y轴板(8)固定在下X轴滑块上，下Y轴板(8)上设有下Y向滑动槽，所述下Y向滑动槽的方向与下X向滑动槽的方向相互垂直，第一旋钮(13)和第二旋钮(14)均嵌入下Y向滑动槽内，且均与所述上Y向滑动槽滑动连接，第一微震弹簧(11)与第一旋钮(13)连接，第二微震弹簧(12)与第二旋钮(14)连接，第一微震弹簧(11)与第一顶柱(9)垂直对应，第二微震弹簧(12)与第二顶柱1垂直对应；
所述第一弹簧装置和第二弹簧装置的结构完全相同；
所述压力传感器组(15)包括四个压力传感器，四个压力传感器分别用于检测微震弹簧装置(4)中四个微震弹簧的压力；
所述第二传动机构(34)与第一传动机构(33)的结构完全相同，
第一传动机构(33)用于驱动第一弹簧装置，第一传动机构(33)用于驱动第二弹簧装置，
其中，第一传动机构(33)用于带动第一弹簧装置中的上Y轴板(7)沿上X轴杆(5)的上X向滑动槽滑动；还用于带动第一弹簧装置中的下Y轴板(8)沿下X轴杆的下X向滑动槽滑动；还用于带动第一顶柱(9)和第二顶柱(10)沿上Y轴板(7)的上Y向滑动槽滑动；还用于带动第一旋钮(13)和第二旋钮(14)沿下Y轴板(8)的下Y向滑动槽运动。
2.根据权利要求1所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置，其特征在于，四个微震弹簧的弹性系数均在150N/m至160N/m之间。
3.采用权利要求1所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置来实现压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：
步骤一：将压电陶瓷片夹在顶柱与微震弹簧之间，使得每个顶柱与一个微震弹簧上下对应，手动调节旋钮，使得四个微震弹簧的压缩距离相等，然后执行步骤二；
步骤二：智能控制模块(1)同时控制第一智能驱动模块(31)或第二智能驱动模块(32)，使得一个微震弹簧和与其对应的顶柱依次移动到压电陶瓷片上的每个待测点的位置；在微震四个弹簧和与其对应的顶柱均移动到待测点位置的时候，压力传感器组(15)读取四个待测点在的压力信号数据；然后执行步骤三；
步骤三：根据灵敏度计算公式对步骤二获得的数据进行计算，求出每个待测点的灵敏度，并对所有待测点的灵敏度进行比较，获得具有最大灵敏度的待测点，将该待测点的坐标作为压电陶瓷片的最佳焊接点的坐标。
4.根据权利要求3所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，其特征在于，步骤一之前，首先对智能控制模块(1)预热，预热时间为30分钟。
5.根据权利要求3所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，其特征在于，步骤一之前，首先启动第一数据串口(21)和第二数据串口(22)，依据压电陶瓷的性能切换第一数据串口(21)和第二数据串口(22)的数据通道，等待5分钟使信号稳定。
6.根据权利要求3、4或5所述的压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位方法，其特征在于，所述压电陶瓷片的材料为BT钙钛矿结构的陶瓷材料。
CN201310595201.6A 2013-11-22 2013-11-22 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法 Expired - Fee Related CN103557968B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310595201.6A CN103557968B (zh) 2013-11-22 2013-11-22 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310595201.6A CN103557968B (zh) 2013-11-22 2013-11-22 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103557968A CN103557968A (zh) 2014-02-05
CN103557968B true CN103557968B (zh) 2015-06-17

Family

ID=50012278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310595201.6A Expired - Fee Related CN103557968B (zh) 2013-11-22 2013-11-22 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103557968B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108362438A (zh) * 2018-04-16 2018-08-03 无锡盛赛传感科技有限公司 一种陶瓷压力传感器信号检测用检具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486820A (en) * 1992-12-18 1996-01-23 The Whitaker Corporation Traffic sensor having piezoelectric sensors which distinguish lanes
CN102195595A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 王伟 超声波平板式压电振子
CN202817031U (zh) * 2012-09-19 2013-03-20 杨义根 压电换能器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486820A (en) * 1992-12-18 1996-01-23 The Whitaker Corporation Traffic sensor having piezoelectric sensors which distinguish lanes
CN102195595A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 王伟 超声波平板式压电振子
CN202817031U (zh) * 2012-09-19 2013-03-20 杨义根 压电换能器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
压电陶瓷动态抗张强度的测试;中国科学院上海硅酸盐所电陶瓷组;《无机材料学报》;19740430(第04期);46-53 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103557968A (zh) 2014-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203719811U (zh) 微压传感器微弱电压信号检测装置
CN103398807B (zh) 一种新型三维应力测量传感器
CN104792255B (zh) 一种膜厚测试装置及膜厚测试方法
CN102322944B (zh) 三分量振动校准装置
CN110243503B (zh) 基于铁氧体膜的柔性电感式压力传感器阵列及其制备方法
CN104776956A (zh) 压力传感器测试装置
CN104267266B (zh) 一种基于压电弯折效应的电场测量传感装置
CN102410824B (zh) 一种钢板厚度检测装置及方法
CN106225961A (zh) 一种用于机器人的触觉传感器
CN201837364U (zh) 一种拉压应变式传感器
CN102814707B (zh) 一种触发式传感器触发行程的测定装置及方法
CN103557968B (zh) 压电传感器中压电陶瓷片焊接点的定位装置及方法
CN203672558U (zh) 压力传感器测试装置
CN102175215A (zh) 车载海拔监测装置及方法
CN102809670B (zh) 加速度传感器的单片开环集成电路
CN104776791A (zh) 一种位移传感器和测量位移的方法
CN110531443B (zh) 一种地震烈度仪的标定装置
CN204559519U (zh) 压力传感器的信号检测放大电路
CN204731259U (zh) 一种用于整车耐久试验的高精度车门关闭速度测量***
CN107246928B (zh) 一种利用电磁原理的压力传感器及其工作方法
CN201803816U (zh) 组合式传感器测力装置
CN103808244A (zh) 一种用于位置测量的磁编码器
CN201885843U (zh) 双向压力测量传感装置
CN106091915B (zh) 微距感知传感器、感知微距变化的装置及微距检测方法
CN203479457U (zh) 发动机爆震检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Chi Qingguo

Inventor after: Yang Fengyou

Inventor after: Tian Shuo

Inventor after: Ren Xiongfei

Inventor after: Cui Yang

Inventor after: Zhang Changhai

Inventor after: Wang Xinxin

Inventor after: Ma Tao

Inventor before: Chi Qingguo

Inventor before: Yang Fengyou

Inventor before: Cui Yang

Inventor before: Zhang Changhai

Inventor before: Wang Xinxin

Inventor before: Ma Tao

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: CHI QINGGUO YANG FENGYOU CUI YANG ZHANG CHANGHAI WANG XINXIN MA TAO TO: CHI QINGGUO YANG FENGYOU TIAN SHUO REN XIONGFEI CUI YANG ZHANG CHANGHAI WANG XINXIN MA TAO

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150617

Termination date: 20151122

EXPY Termination of patent right or utility model