一种高精度三轴温度振动复合传感器的制作方法

1.本技术涉及信号检测技术领域，尤其涉及一种高精度三轴温度振动复合传感器。


背景技术：

2.现有的温度振动复合传感器，都是以温度检测为主，附带轴向振动检测，其大多采用安装质量块以检测振动时产生的压力或者剪力的方法对加速度进行测量。该方法存在结构复杂、加工繁琐、振动检测量程小、灵敏度低的缺点，并且由于加工误差的存在，每个传感器都需要单独标定，因此，不适合高精度、多轴向的信号检测。另外，由于传统传感器都是采用螺栓固定在待测物体上，测量的振动方向不可调整，且由于加工精度及误差的问题，无法快速调整到合适的角度，影响测量结果的准确性。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供一种高精度三轴温度振动复合传感器，在能够同时检测待测物体的振动信号和温度信号的前提下，不仅具有结构简单紧凑、易于组装调试的优点，而且传感器的振动检测方向可调，减小了因加工误差造成的影响。
4.为达到上述目的，本技术的实施例提供了一种高精度三轴温度振动复合传感器，包括下基座、温度传感器探头、mems加速度芯片和信号处理芯片；所述下基座上设有开口朝上的环形安装腔，所述环形安装腔的底部设有上下贯通的通孔；所述环形安装腔内设有安装基座；所述安装基座可在所述环形安装腔内转动；所述安装基座的外侧套设套筒，所述套筒上设有环形凸起，且所述套筒的底部与所述安装基座的底部连接；所述套筒的外侧套设锁紧螺母，所述锁紧螺母的下端与所述下基座的上端螺纹连接，所述锁紧螺母的上端与所述环形凸起相低接，并将所述安装基座压紧在所述环形安装腔内；所述温度传感器探头的一端穿过所述通孔后连接在所述安装基座的底部，所述信号处理芯片设置在所述安装基座的上端，所述mems加速度芯片设置在所述信号处理芯片上；所述套筒的顶部设有出线口，所述出线口处连接出线接头。
5.进一步地，所述安装基座包括第一安装部和设置所述第一安装部上部的第二安装部；所述第一安装部为台阶状圆柱体，所述台阶状圆柱体底部大端的径向尺寸与所述环形安装腔的径向尺寸相适配；所述第一安装部的中心设有探头安装孔，所述温度传感器探头的一端固定在所述探头安装孔内；所述第二安装部为矩形板，所述信号处理芯片通过螺栓连接在所述第二安装部上，且所述信号处理芯片位于所述环形安装腔的中部。
6.进一步地，所述矩形板靠近所述台阶状圆柱体的一端设有用于引出温度传感器探头的信号线的矩形孔。
7.进一步地，所述下基座的下部为中空圆柱体，所述中空圆柱体的圆柱面上设有用于连接待测件的外螺纹。
8.进一步地，所述mems加速度芯片焊接在所述信号处理芯片上。
9.进一步地，所述温度传感器探头焊接在所述安装基座上。
10.进一步地，所述mems加速度芯片能够采集被检测件的加速度值，并转化为电信号输出至信号处理芯片；所述信号处理芯片能够对所述电信号进行降噪和放大。
11.进一步地，所述mems加速度芯片能够同时测量三个方向的加速度值。
12.本技术相比现有技术具有以下有益效果：
13.1、本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器，通过在下基座内设置可绕其轴线旋转的安装基座，并在安装基座底部设置温度传感器探头，在安装基座上部设置mems加速度芯片和信号处理芯片，相比现有技术采用安装质量块的技术方案，本技术在能够同时检测待测物体的振动信号和温度信号的前提下，不仅具有结构简单紧凑、易于组装调试的优点，而且传感器的振动检测方向可调，减小了因加工误差造成的影响，适应多种测试环境。
14.2、本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器直接与待测件螺纹连接，安装时无需使用额外的螺栓，维护更换便捷。
15.3、本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器可进行三轴信号采集，且具有信号精度高，量程大的优点。
16.4、本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器中的温度传感器探头直接与待测件内部空间接触，对温度信号反应灵敏，精度高。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器的剖视图；
19.图2为本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器中安装基座的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
22.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含
地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.参照图1，本技术的实施例提供了一种高精度三轴温度振动复合传感器，包括下基座1、温度传感器探头2、mems加速度芯片3和信号处理芯片4。
25.下基座1上设有开口朝上的环形安装腔11，环形安装腔11的底部设有上下贯通的通孔12。环形安装腔11内设有安装基座5，安装基座5可在环形安装腔11内转动。安装基座5的外侧套设套筒6，套筒6上设有环形凸起61，且套筒6的底部与安装基座5的底部连接。套筒6的外侧套设锁紧螺母7，锁紧螺母7的下端与下基座1的上端螺纹连接，锁紧螺母7的上端与环形凸起61相低接，并将安装基座5压紧在环形安装腔11内。
26.温度传感器探头2的一端穿过通孔12后连接在安装基座5的底部，信号处理芯片4设置在安装基座5的上端，mems加速度芯片3焊接在信号处理芯片4上。mems加速度芯片3能够同时测量三个方向的振动信号，需要说明的是，三个方向是指x、y和z轴方向。由此，mems加速度芯片3可以随安装基座5在环形安装腔11内旋转，以调整其除轴向(z轴方向)外的第二轴、第三轴(x轴方向、y轴方向)振动的测试方向。调整套筒6的顶部设有出线口62，出线口62处焊接出线接头8。由此，出线接头8与套筒6连为一体，提高了传感器接线的稳定性。
27.下基座1的下部为中空圆柱体，中空圆柱体的圆柱面上设有用于连接待测件的外螺纹13。套筒6用于对信号处理芯片4提供保护，屏蔽外界干扰对信号的影响。
28.参照图2，安装基座5包括第一安装部51和设置第一安装部51上部的第二安装部52。其中，第一安装部51为台阶状圆柱体，且台阶状圆柱体底部大端的径向尺寸与环形安装腔11的径向尺寸相适配。第一安装部51的中心设有上下贯通的探头安装孔511，温度传感器探头2的一端焊接在探头安装孔511内。
29.第二安装部52为矩形板，该矩形板垂直设置在第一安装部51的上端面上，且该矩形板的宽度方向的边长与厚度方向的边长围成的表面，与第一安装部51的上端面固连。该矩形板上设有四个沿厚度方向延伸的螺纹孔521，信号处理芯片4通过螺栓9连接在第二安装部52上，且信号处理芯片4竖直设置于环形安装腔11的中部。为了连接更可靠，且便于加工，mems加速度芯片3焊接在信号处理芯片4上。
30.为了便于接线，矩形板靠近台阶状圆柱体的一端设有用于引出温度传感器探头2的信号线的矩形孔522。
31.参照图1和图2，温度传感器探头2的一端焊接在安装基座5的探头安装孔511处，另一端探入待测件内部进行温度检测。
32.mems加速度芯片3具有量程大，灵敏度高的优点。具体的，振动作用于mems加速度芯片3时，mems加速度芯片3能够采集被检测件的加速度值，可直接转化为电信号，并通过信号处理芯片4降噪和放大后输出。由此，无需加装质量块等压电或压感结构，结构简单，节省空间，组装方便。另外，除了轴向振动，另外两个方向可以通过旋转安装基座5进行调整。
33.本技术实施例高精度三轴温度振动复合传感器使用前，在传感器检测方向调整完毕后应旋转锁紧螺母7，固定安装基座5和套筒6，并在连接位置加涂密封胶。
34.使用时，温度传感器探头2的杆端部分低于下基座1，安装温度传感器探头2时应使其探入待测件的腔体内，以保证温度信号的实时性和准确性。
35.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本
申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。