一种IEPE自由场压力传感器论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种IEPE自由场压力传感器，包括传感器本体、传感器芯体、IEPE电路板和信号输出插座，传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，传感器本体一侧表面设置有水平切面，传感器本体的中部开设有一通孔，传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且传感器芯体的表面与水平切面齐平，IEPE电路板设置在传感器本体后部，信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，信号输出芯体设置在传感器本体内部，插座本体设置在传感器本体的尾部，插座本体与信号输出芯体相连。本实用新型公开的传感器可用于大型试件的野外测试，也可减少了无数接插件可能带来的接触不良，IEPE自由场压力传感器给使用者带来了极大的方便。

主设计要求

1.一种IEPE自由场压力传感器，其特征在于：包括传感器本体、传感器芯体、IEPE电路板和信号输出插座，所述传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，所述传感器本体一侧表面设置有水平切面，所述传感器本体的中部开设有一通孔，所述传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且所述传感器芯体的表面与水平切面齐平，所述IEPE电路板设置在传感器本体后部，所述信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，所述信号输出芯体设置在传感器本体内部，所述插座本体设置在传感器本体的尾部，所述插座本体与信号输出芯体相连，所述传感器芯体信号输出线与IEPE电路板信号输入端相连，所述IEPE电路板信号输出线与信号输出芯体焊接，所述IEPE电路板地线与传感器外壳相连。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种IEPE自由场压力传感器，其特征在于：所述传感器的谐振频率＞200KHz。

3.根据权利要求1所述的一种IEPE自由场压力传感器，其特征在于：所述IEPE电路的尺寸4×13mm。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种IEPE自由场压力传感器。

背景技术

目前国内在爆炸压力测试所用传感器以压电为主，这是因为压电式传感器具有的优良特点：动态范围宽、抗干扰好、信噪比高、可靠性好、频响宽、温度特性好、可靠性高，故而被国内外专业人士用于制作压力、振动、冲击传感器的敏感元件。

压电式的传感器感受压力冲击波后，膜片挤压压电晶体产生了电荷(Q)，后续是用电荷放大器进行电荷(Q)\/电压转换、电压放大，电荷放大器虽然也有很大优点，曾经为我国的国防军工、航天航空、冶金机械、土木建筑的科研做出过重大贡献，但是它最致命的缺点是无法解决输入端长导线引入的干扰，这个干扰一个是供电系统的电源50Hz，还有的是空间电磁场，干扰会使测试波形杂乱而无法分析。另外，现在的分析记录仪器之间再连接一台仪器，对野外测试极不方便。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的压电式传感器无法解决输入端长导线引入的干扰，在野外测试极不方便的问题，本实用新型提供了一种IEPE自由场压力传感器。

具体技术方案如下：

一种IEPE自由场压力传感器，包括传感器本体、传感器芯体、IEPE电路板和信号输出插座，所述传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，所述传感器本体一侧表面设置有水平切面，所述传感器本体的中部开设有一通孔，所述传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且所述传感器芯体的表面与水平切面齐平，所述IEPE电路板设置在传感器本体后部，所述信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，所述信号输出芯体设置在传感器本体内部，所述插座本体设置在传感器本体的尾部，所述插座本体与信号输出芯体相连，所述传感器芯体信号输出线与IEPE电路板信号输入端相连，所述IEPE电路板信号输出线与信号输出芯体焊接，所述IEPE电路板地线与传感器外壳相连。

优选的，所述传感器的谐振频率＞200KHz。

优选的，所述IEPE电路的尺寸4×13mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型公开的传感器内置有IEPE电路，该电路的原理是将易受外界干扰的电荷信号转换成不易受外界干扰的电压信号，从压力传感器芯体引出的导线与IEPE电路相连，解决了输入端长导线引入会产生干扰的问题，适用于野外测试的。

附图说明

图1为本实用新型一种IEPE自由场压力传感器的主视图；

图2为本实用新型一种IEPE自由场压力传感器的截面图；

图3为本实用新型一种IEPE自由场压力传感器尾端的结构示意图。

图中，1-传感器本体，2-传感器芯体，3-插座本体，4-信号输出芯体，5-信号输出线，6-IEPE电路板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型公开了一种IEPE自由场压力传感器，如图1所示，包括传感器本体1、传感器芯体2、IEPE电路板6和信号输出插座，传感器本体1为圆柱体，且头部呈锥形，传感器本体1的外形采用符合空气动力学原理的流线形，外形似铅笔式结构，如图2所示，传感器本体1一侧表面设置有水平切面。

如图1所示，传感器本体1的中部开设有一通孔，传感器芯体2通过螺丝压紧设置在通孔内部，且传感器芯体2的表面与水平切面齐平。安装时，芯体从传感器本体1开孔处的背后放入，芯体安装要注意的是芯体敏感面要与传感器杆部的平面齐平，这样才能保证传感器在感受爆炸冲击波时无阻尼。IEPE电路板6设置在传感器本体1后部，在笔式自由场压力传感器的后部空腔内置IEPE电路(电路尺寸4×13mm)，该电路的原理是将易受外界干扰的电荷信号转换成不易受外界干扰(传感器金属外壳是屏蔽层)的电压信号，从压力传感器芯体2引出的导线与IEPE电路相连。信号输出插座包括信号输出芯体4和插座本体3，信号输出芯体4设置在传感器本体1内部，插座本体3设置在传感器本体1的尾部，插座本体3与信号输出芯体4相连。传感器芯体2信号输出线5与IEPE电路板6信号输入端相连，IEPE电路板6信号输出线5与信号输出芯体4焊接，IEPE电路板6地线与传感器外壳相连。

如图1至3所示，本申请中芯体的电荷信号线连接IEPE电路板6信号输入端，IEPE电路板6上连接信号输出线5(也是供电线)，与信号输出插座的芯焊接，IEPE电路的输入输出地线共用。IEPE自由场压力传感器外壳是信号地，IEPE电路电源(也是信号输出)与插座芯焊接，地线与插座外壳焊接，插座拧紧。IEPE压电式自由场压力传感器使用时将传感器沿轴线方向对准爆心，爆炸时，高速气流无阻尼的从锥形面滑过，再掠过安装在传感器本体1敏感面，压电晶体感受压力冲击波，压力信号通过内置传感器里的IEPE电路，将压力电荷信号输出至后级的分析记录仪器(数据采集器)。数据采集器信号输入端的BNC插座是带有24V\/2mA恒流电源给传感器供电。本申请所提供的传感器的谐振频率＞200KHz，灵敏度可以根据用户要求调整，该产品可用于国防军工的爆炸测试项目。

上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

设计图

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主设计要求

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