一种环状电荷输出元件及其装配方法与流程

1.本发明涉及加速度传感器的技术领域，特别是涉及一种环状电荷输出元件及其装配方法。


背景技术：

2.加速度传感器是将加速度、振动以及冲击等物理现象所产生的压力转变成便于测量的电信号的测试仪器。而压电加速度传感器是在承受振动激励时，质量块因承受振动作用而施加在压电元件上的惯性力也随之变化，压电加速度传感器就是利用其中压电元件的“压电效应”来检测加速度的。
3.压电加速度传感器内设置有环状电荷输出元件，环状电荷输出元件通常与传感器外壳绝缘设计，现有技术中，环状电荷输出元件的绝缘设计，主要是通过胶粘绝缘垫的方式，与传感器外壳实现绝缘，该方式对胶粘工艺的一致性及可靠性要求高，对员工的操作水平及经验依赖度较高，具有装配难度大以及效率低的缺陷；并且存在因粘接不良而脱落的风险，所以还具有故障率高的缺陷；并且绝缘垫通常采用铝合金材质，通过硬阳极氧化实现表面绝缘，由于铝合金材质相对较软，使得环状电荷输出元件的整体刚度不足，进而导致压电加速度传感器的安装谐振及频响指标会有所降低，所以还具有降低传感器测量精度的缺陷。
4.有鉴于此，本发明人针对上述环状电荷输出元件结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种装配难度小、装配效率高、故障率低以及测量精度高的环状电荷输出元件及其装配方法。
6.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
7.一种环状电荷输出元件，所述环状电荷输出元件包括支架，所述支架设有底座以及安装柱；绝缘环，所述绝缘环套接在安装柱上；压电敏感元件，所述压电敏感元件套接在绝缘环上，所述压电敏感元件的内侧壁和外侧壁均设有导电镀层；质量环，所述质量环套接在压电敏感元件上；以及预紧环，所述预紧环套接在质量环上。
8.优选的，所述绝缘环上设有第一开口槽。
9.优选的，所述压电敏感元件上设有第二开口槽，所述质量环上设有第三开口槽。
10.优选的，所述安装柱上设有定位台，所述绝缘环配合在定位台上。
11.优选的，所述环状电荷输出元件还包括定位垫片，所述定位垫片呈“凹”字形，所述定位垫片置于底座上并插设在安装柱上。
12.优选的，所述预紧环内侧的上下两端均设有第一导向锥面，所述质量环外侧的上端设有第二导向锥面。
13.本发明还揭示了一种环状电荷输出元件的装配方法，用于装配所述环状电荷输出
元件，其包括以下步骤：
14.步骤1：将定位垫片置于支架底座上并插设在安装柱上；
15.步骤2：将绝缘环套在安装柱上并将其压在定位垫片上；
16.步骤3：将压电敏感元件套在绝缘环上并将其压在定位垫片上；
17.步骤4：将质量环套在压电敏感元件上并将其压在定位垫片上；
18.步骤5：将预紧环套在质量环上并将其压在定位垫片上；
19.步骤6：将定位垫片移出。
20.采用上述方案后，本发明通过设有绝缘环和预紧环，压电敏感元件得益于绝缘环而与支架绝缘，进而与传感器外壳绝缘，电荷信号从而可以独立输出，支架与传感器外壳支架无需再进行绝缘设计；并且，绝缘环、压电敏感元件以及质量环均通过预紧环固定安装在支架的安装柱上；所以，本发明具有装配难度小、装配效率高、故障率低以及测量精度高的优点。
附图说明
21.图1为本发明较佳实施例的分解图；
22.图2为本发明较佳实施例的结构示意图；
23.图3为本发明较佳实施例的剖视图。
具体实施方式
24.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.如图1至图3所示，为本发明一种环状电荷输出元件的较佳实施例，该环状电荷输出元件包括支架1，支架1设有底座11以及安装柱12；绝缘环2，绝缘环2套接在安装柱12上；压电敏感元件3，压电敏感元件3套接在绝缘环2上，压电敏感元件3的内侧壁和外侧壁均设有导电镀层；质量环4，质量环4套接在压电敏感元件3上；以及预紧环5，预紧环5套接在质量环4上。
27.使用时，将该环状电荷输出元件安装在压电加速度传感器的传感器外壳内，当压电敏感元件3沿其轴向承受力作用而产生形变时，在压电敏感元件3内侧壁的导电镀层和外侧壁的导电镀层之间会因压电效应而产生电荷，从而对外输出电荷信号。
28.本发明的重点在于，本发明通过设有绝缘环2和预紧环5，压电敏感元件3得益于绝缘环2而与支架1绝缘，进而与传感器外壳绝缘，电荷信号从而可以独立输出，支架1与传感器外壳支架1无需再进行绝缘设计；并且，绝缘环2、压电敏感元件3以及质量环4均通过预紧环5固定安装在支架1的安装柱12上；所以，本发明具有装配难度小、装配效率高、故障率低以及测量精度高的优点。
29.上述绝缘环2上设有第一开口槽21。通过设有第一开口槽21，绝缘环2在通过预紧环5安装在安装柱12上时，第一开口槽21能够为绝缘环2提供退位、变形空间，从而方便环状电荷输出元件的安装；并且，压电敏感元件3内侧壁的导电镀层也能够在第一开口槽21处设置电荷信号引出点，便于引出线的设置、安装。
30.上述压电敏感元件3上设有第二开口槽31，质量环4上设有第三开口槽41。通过设有第二开口槽31和第三开口槽41，压电敏感元件3和质量环4通过预紧环5安装在安装柱12上时，第二开口槽31和第三开口槽41均能够提供退位、变形空间，从而方便环状电荷输出元件的安装。
31.上述安装柱12上设有定位台121，绝缘环2配合在定位台121上。通过设有定位台121，绝缘环2能够快速定位套接在安装柱12上，不仅便于安装，还能够保证各个产品之间的统一性。进一步的，上述环状电荷输出元件还包括定位垫片6，定位垫片6呈“凹”字形，定位垫片6置于底座11上并插设在安装柱12上。通过设有定位垫片6，在安装时可先将定位垫片6临时插设在安装柱12上，形成一个平整的安装台面，以方便绝缘环2、压电敏感元件3、质量环4以及预紧环5的定位、安装，安装完成后再抽出定位垫片6，所以进一步使得本发明具有装配难度小以及装配效率高的优点。
32.上述预紧环5内侧的上下两端均设有第一导向锥面51，质量环4外侧的上端设有第二导向锥面42。在将预紧环5套接在质量环4上时，预紧环5能够通过第一导向锥面51和第二导向锥面42的配合快速套接在质量环4上，并且，因预紧环5两端均设有第一导向锥面51，安装人员无需分别安装方向即可快速安装，所以进一步使得本发明具有装配难度小以及装配效率高的优点。
33.本发明还揭示了一种环状电荷输出元件的装配方法，其包括以下步骤：步骤1：将定位垫片6置于支架1底座11上并插设在安装柱12上；步骤2：将绝缘环2套在安装柱12上并将其压在定位垫片6上；步骤3：将压电敏感元件3套在绝缘环2上并将其压在定位垫片6上；步骤4：将质量环4套在压电敏感元件3上并将其压在定位垫片6上；步骤5：将预紧环5套在质量环4上并将其压在定位垫片6上；步骤6：将定位垫片6移出。
34.利用本装配方法完成环状电荷输出元件的装配，具有装配难度小以及装配效率高的优点。
35.上述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得所属领域的普通技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。