本實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)換成模擬信號對外輸出的，而外部系統(tǒng)需要采集的是數(shù)字信號。

為了解決上述問題，在專利號為ZL 200920230361.X的中國實用新型中提供了一種數(shù)字加速度計。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)字加速度計的輸出為數(shù)字量。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為實現(xiàn)上述的目的，本實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，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述單片機通過導(dǎo)線進行連接。

其中較優(yōu)地，所述混合集成電路上設(shè)有多個焊盤。

其中較優(yōu)地，所述多個焊盤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，所述多個焊盤分別為差動電容的負(fù)極接線端(C－)、差動電容的正極接線端(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轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的功能單元，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。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是本實用新型中，石英撓性加速度傳感器的主視圖；

圖3B是本實用新型中，石英撓性加速度傳感器的側(cè)視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的技術(shù)內(nèi)容做進一步的詳細(xì)說明。

本實用新型所提供的數(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行連接?；旌霞呻娐钒?shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機通過導(dǎo)線進行連接。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根引腳過孔，使8根引腳透過該孔展露在殼體的外部，其中，引腳5是信號輸出端，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個焊盤，5個焊盤分布在電路元器件兩側(cè)。5個焊盤分別為差動電容的負(fù)極接線端(C－)、差動電容的正極接線端(C+)、力矩器正極接線端、力矩器負(fù)極接線端、地線接線端。5個焊盤通過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，再通過信號輸出端進行輸出。通過將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以呈現(xiàn)出外界加速度的大小。此過程比較繁瑣，而且在進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時很容易受到外界干擾，導(dǎo)致所測量的加速度數(shù)值不準(zhǔn)確。

在本實用新型中，在混合集成電路部分增加了能實現(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)換電路和單片機實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，并能直接進行數(shù)字量輸出。如圖3A至圖3B所示，本實用新型中，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根引腳過孔，使8根引腳透過該孔展露在殼體的外部。其中，引腳13是模擬信號輸出端，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個焊盤同上所述。

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行供電，使其進入準(zhǔn)備工作的狀態(tài)下。此時，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質(zhì)量擺組件1上，導(dǎo)致檢測質(zhì)量擺組件1的位置發(fā)生變化，由于檢測質(zhì)量擺組件1的一部分位于差動電容傳感器3中電容的兩極板之間，從而引起差動電容傳感器3的電容值發(fā)生變化，通過引線反饋給與差動電容傳感器3相連的混合集成電路4中的差動電容檢測器檢測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，測量采樣電阻兩端的電壓，將所測的電壓值通過模擬信號輸出端13將電壓這一模擬量傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號傳遞給與之相連的單片機進行進一步處理，在單片機中轉(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，這兩個數(shù)字輸出端能夠?qū)纹瑱C處理后的數(shù)字信號傳遞給導(dǎo)航計算機進行導(dǎo)航運算。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型所提供的數(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。因此，該數(shù)字式石英撓性加速度傳感器的工作效率很高。

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