專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)安全氣囊用壓電式磁撞傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別是汽車(chē)安全氣囊用壓電式碰撞傳感器。
隨著現(xiàn)代交通的發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量不斷增加，速度也越來(lái)越快，隨之而來(lái)的交通事故日趨頻繁，很多事故的結(jié)果都引起了汽車(chē)的碰撞。為了使人們對(duì)汽車(chē)具有安全感，汽車(chē)的安全問(wèn)題就被提到汽車(chē)發(fā)展的日程上。為了防止由于汽車(chē)碰撞時(shí)造成司機(jī)與乘員的傷亡，世界許多國(guó)家都在研究和生產(chǎn)汽車(chē)用安全裝置，如安全帶、安全氣囊、安全枕等。由于汽車(chē)安全氣囊在汽車(chē)碰撞事故中是被動(dòng)式的，即無(wú)需人為的主動(dòng)操作即能對(duì)乘員提供安全保護(hù)的一種措施，因而被世界各國(guó)公認(rèn)為是最具有發(fā)展前途的一種汽車(chē)用安全產(chǎn)品。汽車(chē)安全氣囊中使用的壓電式碰撞傳感器則是其關(guān)鍵部件。目前普通的壓電式傳感器輸出均為電荷，汽車(chē)碰撞時(shí)無(wú)法直接測(cè)量，需要配備特殊的電荷放大器進(jìn)行變換，轉(zhuǎn)換成電壓輸出，方可實(shí)時(shí)測(cè)量使用，這樣就造成了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)體積較大，且穩(wěn)定性差，因此這種壓電式傳感器不適合裝在汽車(chē)上使用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種穩(wěn)定性好，且適合在汽車(chē)上使用的汽車(chē)安全氣囊用壓電式碰撞傳感器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在普通的壓電式傳感器的電荷輸出端接上內(nèi)裝電路，并且傳感器的壓電元件作為內(nèi)裝電路中運(yùn)算放大器的反饋元件。這樣當(dāng)汽車(chē)在受到振動(dòng)時(shí)，傳感器的敏感質(zhì)量就感受到車(chē)體的加速度，并把這一加速度轉(zhuǎn)換為作用在壓電元件上的慣性力，然后通過(guò)壓電元件實(shí)現(xiàn)力－電的轉(zhuǎn)換，其輸出電荷量的大小與所感受到的加速度成正比，再將輸出電荷量經(jīng)內(nèi)裝電路轉(zhuǎn)換并放大為輸出電壓量，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)加速度的實(shí)時(shí)測(cè)量。由于振動(dòng)信號(hào)是一個(gè)交流信號(hào)，放大器自身會(huì)引起信號(hào)的波動(dòng)，則必須由反饋元件對(duì)輸出實(shí)時(shí)進(jìn)行負(fù)反饋，輸出信號(hào)一旦發(fā)生變化，它可以起到克服或補(bǔ)償作用，保證輸出信號(hào)的穩(wěn)定不變。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)裝電路電原理圖。
參見(jiàn)附圖1，在基座立柱1的兩邊，依次對(duì)稱(chēng)裝有絕緣墊片9、連接片即金屬導(dǎo)電片8、壓電陶瓷片7、連接片8和敏感質(zhì)量11，這些零件的中部通過(guò)壓緊螺桿2使它們接在一起，壓緊螺桿2的兩端通過(guò)兩個(gè)壓緊螺母3將上述零件組合在一起，并鎖緊加上予緊力，四個(gè)連接片8中有三片通過(guò)導(dǎo)線與內(nèi)裝電路板6上的運(yùn)算放大器A的6′和7′腳相邊，另一片與基座立柱1相連，即與電路中的地即運(yùn)算放大器A的4′腳相連，5為傳感器的上蓋，4為傳感器的外罩，12為傳感器輸出信號(hào)的插座，13是與車(chē)體安裝用的螺孔。
參見(jiàn)附圖2，內(nèi)裝電路中的電阻R1、R3、R4、壓電片72和運(yùn)算放大器A構(gòu)成電荷放大器，其中4′、6′、7′、8′與圖1中的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，4′點(diǎn)為地點(diǎn)，5′點(diǎn)為正向輸入端，6′點(diǎn)為反向輸入端，7′運(yùn)放輸出端，8′為運(yùn)放的電源端，兩個(gè)壓電陶瓷片7中的一片72作為運(yùn)算放大器A的反饋電容，另一片71的兩端接到運(yùn)算放大器A的反向輸入端和地之間，電阻R3、R4作為分壓電路給電荷放大器正向輸入端加上一個(gè)正向電壓，使之能在單電源下對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，運(yùn)放輸出電壓經(jīng)R2轉(zhuǎn)換成電流，反映到輸出電流的變化上，輸出電流變化導(dǎo)致在R5上的輸出電壓發(fā)生變化，輸出電壓的變化即為電荷放大器放大后的信號(hào)，經(jīng)電容C2隔直在V信處的信號(hào)即為被測(cè)信號(hào)放大后的輸出信號(hào)，為達(dá)到使用方便，本實(shí)用新型采用一線制輸出，同時(shí)電路要求提供直流10－12V電源，將電源輸入與輸出結(jié)合為一體，即信號(hào)輸出值為電源的波動(dòng)值。
整個(gè)傳感器的工作原理是傳感器的機(jī)械部分是一個(gè)質(zhì)量－彈簧系統(tǒng)，圖1中的垂直方向就是傳感器的敏感軸方向，當(dāng)安裝了傳感器的汽車(chē)在敏感軸方向受到振動(dòng)時(shí)，敏感質(zhì)量11就感受到車(chē)體的加速度，并把這一加速度轉(zhuǎn)換為作用在壓電片7上的慣性力，然后通過(guò)壓電片7實(shí)現(xiàn)力－電轉(zhuǎn)換，其輸出電荷量的大小與傳感器所受加速度成正比，再將產(chǎn)生的電荷量經(jīng)內(nèi)裝電路6板轉(zhuǎn)換并放大為輸出電壓量，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)加速度的實(shí)時(shí)測(cè)量。
本實(shí)用新型由于在結(jié)構(gòu)上加入了內(nèi)裝電路，因此無(wú)需配備專(zhuān)門(mén)的電荷放大器進(jìn)行變換放大，加入的內(nèi)裝電路除了起到變換的作用，即高阻抗輸入，低阻抗輸出，還起到了將變換后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和保證輸出電壓信號(hào)穩(wěn)定不變的作用，同時(shí)用壓電元件作為內(nèi)裝電路的反饋元件－電容，減小了傳感器的體積，因此適合于在汽車(chē)上使用。
權(quán)利要求1.一種用于汽車(chē)安全氣囊用壓電式碰撞傳感器，其特征在于它是在普通的壓電式傳感器的電荷輸出端接上內(nèi)裝電路，并且傳感器的壓電元件作為內(nèi)裝電路中運(yùn)算放大器的反饋元件。
專(zhuān)利摘要一種用于汽車(chē)安全氣囊用壓電式碰撞傳感器，它是在普通的壓電式傳感器的電荷輸出端接上內(nèi)裝電路，并且傳感器的壓電元件作為內(nèi)裝電路中運(yùn)算放大器的反饋元件，本實(shí)用新型除了起到阻抗變換的作用，還起到了將變換后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和保證輸出電壓穩(wěn)定不變的作用，同時(shí)減小了傳感器的體積，因此適合在汽車(chē)上使用。
文檔編號(hào)G01P15/08GK2214000SQ94219750
公開(kāi)日1995年11月29日 申請(qǐng)日期1994年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月30日
發(fā)明者任峨松, 趙宇 申請(qǐng)人:北京市萬(wàn)科機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司