4-94 基体隔离式高灵敏度压电传感器的设计

王军锋 杨黎明 迟 庆瑄

　　大多数压电传感器负极接地，容易受到外部干扰信号的影响。根据具体的使用要求，研制了一种信号与外壳绝缘的基体隔离式压电传感器。设计中首次采用“整体屏蔽技术”，通过结构上的巧妙设计使信号与外壳绝缘，同时对压电传感器信号进行屏蔽。如图1所示，在不降低传感器频率上限的条件下，通过合理选择绝缘片和绝缘套材料，使压电传感器信号正、负极与传感器的基体外壳隔离，实现了负极与地绝缘；在插头（图2）设计中选用双芯屏蔽电缆，电缆的屏蔽层与插头外壳焊接在一起，使插头的金属外壳与信号线绝缘。压电传感器与插头装配使用时，传感器、插头的金属外壳及导线的金属屏蔽层一起构成压电传感器信号的屏蔽层，大大提高了压电传感器的抗电磁干扰能力，已在某产品中得到成功应用，既满足抗干扰要求，又满足负极与地绝缘要求。

　　通过冲击传感器校准系统对该基体隔离式压电传感器的灵敏度进行了测试，测试曲线表明，该基体隔离式压电传感器具有很好的零漂特性，且传感器灵敏度（117.5pC/g）很高。该传感器适于用作引信的目标探测执行器，有利于获得较高的引信瞬发度。

　　通过振动传感器校准系统，对该基体隔离式压电传感器的频响也进行了测试，从图3所示的压电传感器频响测试曲线可知，该基体隔离式压电传感器的固有频率在50Hz～5kHz段，这样在敏感低速碰撞产生的冲击加速度时，有利于在后续传感器信号处理电路中进行低通滤波等，以提高系统的抗干扰性能。

　　从样机基体隔离式压电传感器的测试数据分析，该传感器在实现基体隔离（即信号与地绝缘）的同时，也满足了传感器的一般要求，具有很好的应用前景。