阅读说明：本技术 一种高温振动加速度传感器及装配方法 (High-temperature vibration acceleration sensor and assembly method ) 是由 于法鹏 刘学良 姜超 房浩然 杨勇 赵显� 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高温振动加速度传感器及装配方法,属于电子材料与器件领域,包括底座外壳、信号发生部和连接器,信号发生部包括带有中心柱的顶盖和陶瓷管,陶瓷管上依次套放有多片压电晶片和质量块,多片压电晶片之间设置有两路电极片,陶瓷管上端连接有陶瓷螺母；压电晶片为(ZXl/θ)切BTS晶片,θ为40～50°；信号发生部倒装于底座外壳内,连接器包括金属插针,质量块与金属插针之间连接有金属信号线,连接器外壳和插针均采用可伐合金,插针、陶瓷管和外壳利用钎焊和过盈配合装配到一起。本发明结构简单稳定、低介电损耗、温度漂移小于5％,该传感器耐温高达700℃,并可在高达650℃的严苛环境下长时间服役。(The invention relates to a high-temperature vibration acceleration sensor and an assembly method thereof, belonging to the field of electronic materials and devices, and comprising a base shell, a signal generation part and a connector, wherein the signal generation part comprises a top cover with a central column and a ceramic tube; the piezoelectric wafer is a (ZXl/theta) cutting BTS wafer, and theta is 40-50 degrees; the signal generating part is inversely arranged in the base shell, the connector comprises a metal contact pin, a metal signal wire is connected between the mass block and the metal contact pin, the connector shell and the contact pin are made of kovar alloy, and the contact pin, the ceramic tube and the shell are assembled together by means of brazing and interference fit. The invention has simple and stable structure, low dielectric loss and temperature drift less than 5%, and the sensor can resist the temperature as high as 700 ℃ and can be used for a long time in a severe environment as high as 650 ℃.)

一种高温振动加速度传感器及装配方法

技术领域

本发明涉及一种高温振动加速度传感器及装配方法，用于监视高温环境下机械运行时关键部件的健康状况，可用于航空航天、智能船舶、轨道列车、汽车工业、核电能源等行业，属于电子材料与器件技术领域。

背景技术

介质受到外部作用力时，上下表面会产生电量相等、符号相反的电荷，当外力去掉，它就恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。利用晶体的正压电效应可以研制成各类压电传感元器件，探测各类非电物理量，例如形变、位移、压力、压强、振动、加速度等。压电式加速度传感器利用压电晶体的压电效应原理进行动态压力测量。由于压电材料的释电性能与材料的居里点温度有关，这使得我们在进行传感器设计时，首先要考虑压电材料高温下的电学性能，从而选择适合传感器工作温度的压电材料。在设计高温压电振动传感器时，需要同时考虑各个零部件的耐高温性能、抗热冲击性能、惯性冲击结构、合理的初始预紧力、抗干扰能力等多个因素。

随着世界航天工业的发展,航空工程对高性能引擎健康监测的要求越来越高。例如，在涡轮喷气式发动机安全运行监测中，对发动机主轴和涡轮叶片的实时监测测量是比较困难的。由于涡轮发动机在工作时其内部温度较高，而市场上现存的对音轮或者主轴、涡轮叶片的健康监测高温传感器存在以下几个问题：长时间在高温下服役性能失效、传输监测信号温度偏移大、寿命短、抗干扰能力弱等问题,基本无法胜任长时间在极端高温环境下工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单稳定、低介电损耗、热释电小、温度漂移小于5％的高温振动加速度传感器及装配方法，该传感器耐温高达700℃，并可在高达650℃的极端环境下长时间服役。

术语解释：

1、压电效应：当一些电介质沿一定方向上受到外力的作用发生形变时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它可以恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生形变，电场去掉后，电介质的形变随之消失，这种现象称为逆压电效应。

2、BTS晶体：化学式为Ba₂TiSi₂O₈，属于四方晶系4mm点群。

本发明采用以下技术方案：

一种高温振动加速度传感器，包括底座外壳、信号发生部和连接器，所述底座外壳为一个整体器件，其上部设置有用于安装信号发生部的安装口A，侧边上设置有用于安装连接器的安装口B，底座外壳与信号发生部、连接器固定连接形成传感器的密闭内腔，底座外壳的底部两侧分别设置有一圆弧形钳口，用于固定传感器；

所述信号发生部包括带有中心柱的顶盖和套设在中心柱上的陶瓷管，该陶瓷管固定于顶盖上(即陶瓷管套设在中心柱上且与顶盖接触)，所述陶瓷管上依次套放有多片压电晶片和质量块，多片压电晶片之间设置有两路电极片，陶瓷管上端螺纹连接有陶瓷螺母，用于为质量块和压电晶片提供预紧力，起到绝缘预紧的作用；

所述压电晶片为(ZXl/θ)切BTS晶片，θ为40～50°，化学式为Ba₂TiSi₂O₈，属于四方晶系4mm点群。

(ZXl/θ)是指：Z是指物理学Z轴，X是指物理学X轴，l是指沿着晶片长度方向旋转，θ是指沿着长度方向旋转的具体数值为θ。

优选的，θ为45°。

此处设计的优势在于，(ZXl/45°)切BTS晶片的有效压电常数为～8.5pC/N，室温到700℃范围，压电常数变化率低于5％，热膨胀系数为线性变化，具有极低的串扰行为；BTS晶片的加工粗糙度0.1μm(该加工粗糙度，是在压电晶片、电极片与质量块之间的预紧力矩为0.35～0.55N·m，在50g的横向力推动下，确保压电晶片和电极片之间不发生位置时，而得出的)、平行度0.02mm(是指上表面相对于下表面平行的误差最大允许值，平行度越高，晶片的极限应力越大)，具有特别优异的高温压电性能及温度稳定性，使得压电振动传感器耐高温高达700℃。

进一步的，所述信号发生部倒装于底座外壳内(倒装的信号发生部，即陶瓷螺母端朝下套接于密闭内腔内，并将顶盖焊接于底座外壳上)，所述连接器包括金属插针，质量块与金属插针之间连接有金属信号线。

优选的，所述压电晶片为圆环状，多片压电晶片并联套放在陶瓷管上，相邻两片压电晶片电极方向相反，即压电晶片以负极相对、正极相对的方式并联叠加到一起，有利于提高压电振动传感器的灵敏度；

优选的，每一路电极片均包括多个电极环，相邻电极环之间通过连接线串联在一起，电极环用于夹在压电晶片之间或压电晶片与质量块/顶盖之间；

一路电极片的电极环插入压电晶片的负极之间，另一路电极片的电极环插入压电晶片的正极之间，多片压电晶片和两路电极片组成晶组。

优选的，一路电极片的起始位置设置在最底层压片晶片与顶盖之间，尾端位于最上层两片压电晶片之间，另一路电极片的起始位置设置在最底层两片压电晶片之间，尾端设置于最上层压电晶片与质量块之间，压电晶片的数量为奇数个，质量块的底部尺寸优选与压电晶片的外径相同；

优选的，电极片的材质为镍金属片。

优选的，电极片可由激光打标机制作完成，电极环的内径、外径均保持与压电晶片相同的尺寸，该尺寸内径略微大于陶瓷管的直径，连接线的长度可根据压电晶片的厚度确定，在压电晶片厚度为0.7mm时，连接线优选长度为3mm，宽2mm。

优选的，所述连接器还包括连接器陶瓷管和金属外壳，金属插针、连接器陶瓷管和金属外壳，三者之间通过钎焊技术固定在一起；

金属插针过盈配合套接入连接器陶瓷管中，金属外壳的右侧内径略小于连接器陶瓷管的外径，连接器陶瓷管从左侧套接入金属外壳中直至接触金属外壳的右侧内径，金属插针、连接器陶瓷管、金属外壳三者之间钎焊固定；

连接器焊接于底座外壳的安装口B上。

优选的，金属外壳和金属插针均采用可伐合金(4J33)，陶瓷管、连接器陶瓷管和陶瓷螺母均采用氧化铝陶瓷，其氧化铝纯度优选为99.5％，所述金属插针表面电镀一层100nm厚的金薄膜，金属信号线焊接于金属插针上。

连接器中的金属外壳和金属插针均为可伐合金，连接器陶瓷管为纯度为99.5％的氧化铝陶瓷，可伐合金和氧化铝陶瓷的热膨胀系数基本一致，可以确保传感器在高温下的气密性。

优选的，所述质量块的材质为Inconel718合金，所述电极片表面，以及与电极片接触的质量块表面均蒸镀一层200～300nm厚的铂金薄膜；

Inconel718合金可以保证传感器的结构刚度在高温下的弹性模量仍处于线性范围，相比于其他高温材料，其密度较大，稳定性高，可以有效提高质量块的质量，从而提高传感器灵敏度和稳定性；底面蒸镀的一层铂金薄膜，可以保证传感器信号传输时优良的电接触。

优选的，所述底座外壳和顶盖均为Inconel601合金。Inconel601合金在高温下(≤1000℃)具有优良的耐腐蚀性，可以确保传感器在高温下的气密性以及信号传输过程中的抗干扰能力，提高传感器的使用寿命。

优选的，质量块上端开设有连接孔，该连接孔的直径与金属信号线外径相匹配，金属信号线插接入该连接孔内并焊接连接；

优选的，连接孔的直径为1mm，深度为4mm，金属信号线的外径为1mm。

本发明的金属信号线一端焊接到质量块上，另一端焊接到金属插针上，处于传感器内部的密闭内腔，并且焊接到质量块上的金属信号线，作为传感器的信号输出线，装配好后，处于固定状态，大大降低信号传输过程中的产生的微扰。

优选的，所述中心柱设置有外螺纹，所述陶瓷管上设置有与中心柱外螺纹相配合的内螺纹，且中心柱与陶瓷管之间填充有高温绝缘胶(优选为双键化学DB5012)，其适用范围超过1500℃；

所述陶瓷螺母带有内螺纹，信号发生部装配后，中心柱的上端高于陶瓷管上端，陶瓷螺母拧入中心柱上，陶瓷螺母的预紧力矩为0.35～0.5N·m；

起预紧作用的陶瓷螺母在0.35～0.5N·m的预紧力矩下，通过螺纹和高温绝缘胶与中心柱和金属质量块连接到一起(质量块与陶瓷管之间嵌套即可，无需用胶固定)，防止传感器在高温和强震动作用下发生螺栓松动，固定起绝缘作用的陶瓷管，避免传感器在振动过程中产生横向信号干扰，有效提高传感器件的使用可靠性及精度。

优选的，质量块与陶瓷螺母接触一段设置有沉孔，装配完成后，陶瓷螺母位于该沉孔内。

一种上述高温振动加速度传感器的装配方法，包括以下步骤：

(1)将带有内螺纹的陶瓷管灌入稀释的高温绝缘胶，旋转拧入顶盖的中心柱上，陶瓷管与顶盖紧密接触无缝隙；

本发明中所使用的为稀释后的高温绝缘胶，优选可将1.5～2g的高温绝缘胶与1mL稀释剂进行稀释后使用。

(2)组装晶组：将压电晶片上下表面镀上一层200-300nm厚的铂金薄膜，铂金薄膜可以确保高温下晶片与电极之间优良的电接触，把压电晶片以负极相对、正极相对的方式并联叠加到一起，压电晶片之间加入电极片，两路电极片的连接线分别折叠，一路电极片的电极环分别插入压电晶片的正极之间，该路电极片与顶盖紧密接触，与质量块绝缘，其起始位置设置在最底层压片晶片与顶盖之间，尾端位于最上层两片压电晶片之间；另一路电极片的电极环分别插入压电晶片的负极之间，其起始位置设置在最底层两片压电晶片之间，尾端设置于最上层压电晶片与质量块之间，该路电极片与质量块紧密接触，与顶盖基座绝缘，多片压电晶片和两路电极片组成晶组，如图4(a)所示晶组中，两路电极片交叉插入到同极性相对叠加到一起的压电晶片中；

本发明的电极片为整体式，在组装时，一端的第一个电极环插入相应位置后，可直接将连接线拗弯，与其相邻的第二个电极环插入相应位置后，反向将连接线拗弯，第三个电极环插入对应位置，重复上述过程，直到整个电极环插入完毕，有效减少了传感器装配过程中的焊点；

(3)将晶组、质量块依次套入陶瓷管上，陶瓷螺母的螺纹灌入高温绝缘胶，并拧入中心柱上，预紧力矩为0.35～0.5N·m，把顶盖、晶组和质量块紧密的结合到一起，将固定好的顶盖、晶组和质量块放入温度为150～180℃的干燥箱中保持12～18小时，完成高温绝缘胶的固化，至此信号发生部装配完毕；

(4)用夹具将置入高温真空钎焊炉中的金属插针、连接器陶瓷管和金属外壳固定好，炉内真空度小于10^-5Pa，温度控制在800～900℃，保持5～6个小时，使高温钎料融化，通过毛细作用渗入到连接器陶瓷管与金属插针和金属外壳的缝隙中，退火后，连接器安装完毕；

(5)把固化好的信号发生部、底座外壳和连接器置入惰性气体气氛箱中，气氛箱中气体压力略大于一个大气压，金属信号线一端插入到金属插针中，点焊固定，另一端插入到质量块预留的连接孔中并焊接好，信号发生部和连接器分别放置于安装口A、安装口B处，并通过夹具固定好；

(6)通过激光焊接将信号发生部、底座外壳和连接器焊接到一起，使之紧密接触无缝隙，得到传感器；

(7)将焊接好的传感器放入到高温箱中进行退火处理，消除器件之间的应力残留。

本发明的高温振动加速度传感器，工作时，在需要检测的机械表面利用螺钉通过外底座外壳两端的圆弧形钳口固定本传感器，使之与机械表面紧密结合，机械工作时会产生振动，该振动产生的周期性力通过机械表面传递给传感器，造成传感器内的质量块产生惯性力，从而压迫压电晶片上下表面产生符号相反、数值相等的电荷，该电荷通过信号线传输到连接器，连接器通过高温硬电缆传递给电荷放大器，其把电荷信号转化为电压信号，再经过连接器和低噪声电缆传输给数据采集卡及计算机或示波器做后续信号处理。

本发明可制造出高灵敏度、高稳定、宽频响、低温漂、低串扰等性能的高温振动传感器，本发明为航空发动机、智能船舶的推进系统等的健康预警系统提供优异的前段信号采集，该传感器便于生产安装，工艺简单，便于规模化生产。

本发明中，未详尽之处，均可采用现有技术进行。

本发明的有益效果为：

1)本发明的传感器，在高温下性能表现优异，温漂小于5％，700℃的线性度小于1％，由于结构简单稳固，在高温下，其耐冲击达到50g，本发明采用在高温下电学性能稳定且灵敏度较高的BTS晶体的(ZXl/45°)切型作为压电灵敏元件，可在650℃的环境中长期工作，并可在700℃的环境中短期服役。

2)本发明采用多片压电晶片并联组合的方式，节约传感器内部空间，有效提高传感器的灵敏度。

3)本发明的底座外壳、顶盖采用Inconel601合金，该合金在高温下具有优异的抗腐蚀性能，可以确保传感器气密性以及在高温下信号传输过程中的抗干扰能力，大大延长传感器的服役寿命。

4)本发明的质量块采用Inconel718合金，该合金可以保证传感器的结构刚度在高温下的弹性模量仍处于线性范围；相比于其他高温材料，其密度较大，可以有效提高质量块重量，从而提高传感器灵敏度；底面蒸镀的一层铂金，可以保证传感器信号传输时优良的电接触。

5)针对传感器件密封性及稳定性，本发明设计优选了具有耐高温且性质稳定的99.5％氧化铝陶瓷管，配合高温绝缘胶来固化中心柱、陶瓷管、质量块，利用激光和气氛箱来进行器件封装，保证了传感器焊缝的美观不开裂；该发明结构简单，稳定性强，可行性高，成本低，便于生产，从而达到产业化的目的。

6)本发明设计了连接器，选用与陶瓷的热膨胀系数相匹配的高温合金材料可伐合金(4J33)作为连接器的外壳和插针，利用高温真空钎焊的方式使之紧密结合到一起，确保了传感器在高温下的气密性，降低了传感器的安装难度。

7)本发明的金属信号线一端插入到质量块中，另一端焊接到金属插针上，简化了高温传感器的信号传输流程，提高了信号传输过程中的稳定性；

本发明采用倒装装配的方式，即串接压电晶片和质量块的中心柱位于传感器的顶部，大大降低了传感器装配和被测机械表面大范围横向振动时引起的传感器底部基座形变对传感器信号发生的干扰，提高传感器的频响范围。

8)本发明采用两端固定的方式把传感器安装到被测机械表面，相对于底部单孔螺纹安装，降低了传感器装配工程中的形变量，提高了传感器与被测接触面的接触刚度，降低了由于装配不当引起传感器失效的风险。

附图说明

图1为本发明的高温振动加速度传感器装配完成后的外观示意图；

图2为本发明的高温振动加速度传感器的装配示意图；

图3为本发明的信号发生部的装配示意图；

图4(a)为本发明的晶组结构示意图；

图4(b)为晶组结构中压电晶片的结构示意图；

图4(c)为晶组结构中一个电极片的结构示意图；

图5为本发明的质量块结构示意图；

图6为本发明的连接器的装配示意图；

图7为本发明的底座外壳的结构示意图；

图8为本发明的压电晶体的切型示意图；

图9为本发明的某一实施例在高温下的性能示意图；

图10为本发明的传感器在高温下(600℃和650℃)下的工作状态示意图；

其中，1-信号发生部，2-底座外壳，2.1-安装口A，2.2-安装口B，2.3-圆弧形钳口，3-连接器，4-陶瓷螺母，5-质量块，5.1-连接孔，5.2-沉孔，6-晶组，7-顶盖，8-陶瓷管，9-金属外壳，10-连接器陶瓷管，11-金属插针，12-压电晶片，13-中心柱，14-电极片，15-金属信号线，16-电极环，17-连接线。

具体实施方式

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为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本发明未详尽说明的，均按本领域常规技术。

实施例1：

一种高温振动加速度传感器，如图1-8所示，包括底座外壳2、信号发生部1和连接器3，底座外壳2为一个整体器件，其上部设置有用于安装信号发生部的安装口A 2.1，侧边上设置有用于安装连接器的安装口B 2.2，底座外壳2与信号发生部1、连接器3固定连接形成传感器的密闭内腔，底座外壳2的底部两侧分别设置有一圆弧形钳口2.3，用于固定传感器，圆弧形钳口2.3与安装口B 2.2优选不在一个侧面上，如图7所示；

如图3所示，信号发生部1包括带有中心柱13的顶盖7和套设在中心柱13上的陶瓷管8，该陶瓷管8底部固定于顶盖7上(即陶瓷管8套设在中心柱13上且与顶盖7接触)，陶瓷管8上依次套放有多片压电晶片12和质量块5，多片压电晶片12之间设置有两路电极片14，陶瓷管8上端螺纹连接有陶瓷螺母4，用于为质量块5和压电晶片12提供预紧力，起到绝缘预紧的作用；

压电晶片12为(ZXl/θ)切BTS晶片，θ为40～50°，化学式为Ba₂TiSi₂O₈，属于四方晶系4mm点群。

(ZXl/θ)是指：Z是指物理学Z轴，X是指物理学X轴，l是指沿着晶片长度方向旋转，θ是指沿着长度方向旋转的具体数值为θ。

信号发生部1倒装于底座外壳2内(倒装的信号发生部，即陶瓷螺母端朝下套接于密闭内腔内，并将顶盖7焊接于底座外壳上)，连接器3包括金属插针11，质量块5与金属插针11之间连接有金属信号线15。

实施例2：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，θ为45°，如图8所示。

(ZXl/45°)切BTS晶片的有效压电常数为～8.5pC/N，室温到700℃范围，压电常数变化率低于5％，热膨胀系数为线性变化，具有极低的串扰行为；BTS晶片的加工粗糙度0.1μm(该加工粗糙度，是在压电晶片、电极片与质量块之间的预紧力矩为0.35～0.55N·m，在50g的横向力推动下，确保压电晶片和电极片之间不发生位置时，而得出的)、平行度0.02mm(是指上表面相对于下表面平行的误差最大允许值，平行度越高，晶片的极限应力越大)，具有特别优异的高温压电性能及温度稳定性，使得压电振动传感器耐高温高达700℃。

实施例3：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例2所示，所不同的是，如图4(b)所示，压电晶片12为圆环状，多片压电晶片12并联套放在陶瓷管8上，相邻两片压电晶片电极方向相反，即压电晶片12以负极相对、正极相对的方式并联叠加到一起，有利于提高压电振动传感器的灵敏度。

实施例4：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例3所示，所不同的是，如图4(c)所示，每一路电极片均包括多个电极环16，相邻电极环16之间通过连接线17串联在一起，电极环16用于夹在压电晶片之间或压电晶片与质量块/顶盖之间；

一路电极片的电极环16插入压电晶片12的负极之间，另一路电极片的电极环16插入压电晶片12的正极之间，多片压电晶片和两路电极片组成晶组6。

实施例5：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例4所示，所不同的是，一路电极片的起始位置设置在最底层压片晶片12与顶盖7之间，尾端位于最上层两片压电晶片12之间，另一路电极片的起始位置设置在最底层两片压电晶片12之间，尾端设置于最上层压电晶片12与质量块5之间，压电晶片12的数量为奇数个，质量块5的底部尺寸与压电晶片12的外径相同；

电极片14的材质为镍金属片；

电极片14可由激光打标机制作完成，电极环16的内径、外径均保持与压电晶片12相同的尺寸，该尺寸内径略微大于陶瓷管8的直径，连接线17的长度可根据压电晶片的厚度确定，在压电晶片12厚度为0.7mm时，连接线17优选长度为3mm，宽2mm，满足连接要求。

实施例6：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，连接器3还包括连接器陶瓷管10和金属外壳9，金属插针11、连接器陶瓷管10和金属外壳9，三者之间通过钎焊技术固定在一起，金属插针与连接器陶瓷管为过盈配合，如图6所示；

金属插针11过盈配合套接入连接器陶瓷管10中，金属外壳9的右侧内径略小于连接器陶瓷管10的外径，连接器陶瓷管10从左侧套接入金属外壳9中直至接触金属外壳9的右侧内径，金属插针11、连接器陶瓷管10、金属外壳9三者之间钎焊固定；

连接器3焊接于底座外壳的安装口B 2.2上。

实施例7：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例6所示，所不同的是，金属外壳9和金属插针11均采用可伐合金(4J33)，陶瓷管8、连接器陶瓷管10和陶瓷螺母4均采用氧化铝陶瓷，其氧化铝纯度优选为99.5％，金属插针11表面电镀一层100nm厚的金薄膜，金属信号线15焊接于金属插针11上。

连接器3中的金属外壳9和金属插针11均为可伐合金，连接器陶瓷管10为纯度为99.5％的氧化铝陶瓷，可伐合金和氧化铝陶瓷的热膨胀系数基本一致，可以确保传感器在高温下的气密性。

实施例8：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，质量块5的材质为Inconel718合金，电极片14表面，以及与电极片14接触的质量块5表面均蒸镀一层200～300nm厚的铂金薄膜；

Inconel718合金可以保证传感器的结构刚度在高温下的弹性模量仍处于线性范围，相比于其他高温材料，其密度较大，稳定性高，可以有效提高质量块的质量，从而提高传感器灵敏度和稳定性；底面蒸镀的一层铂金薄膜，可以保证传感器信号传输时优良的电接触。

实施例9：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，底座外壳2和顶盖7均为Inconel601合金。Inconel601合金在高温下(≤1000℃)具有优良的耐腐蚀性，可以确保传感器在高温下的气密性以及信号传输过程中的抗干扰能力，提高传感器的使用寿命。

实施例10：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，质量块5上端开设有连接孔5.1，该连接孔5.1的直径与金属信号线15外径相匹配，金属信号线15插接入该连接孔5.1内并焊接连接，如图5所示；

连接孔5.1的直径为1mm，深度为4mm，金属信号线15的外径为1mm。

本发明的金属信号线15一端焊接到质量块5上，另一端焊接到金属插针11上，处于传感器内部的密闭内腔，并且焊接到质量块上的金属信号线，作为传感器的信号输出线，装配好后，处于固定状态，大大降低信号传输过程中的产生的微扰。

实施例11：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例1所示，所不同的是，中心柱13设置有外螺纹，陶瓷管8上设置有与中心柱13外螺纹相配合的内螺纹，且中心柱13与陶瓷管8之间填充有高温绝缘胶，优选为双键化学DB5012，其适用范围超过1500℃；

陶瓷螺母4带有内螺纹，信号发生部1装配后，中心柱13的上端高于陶瓷管8上端，陶瓷螺母4拧入中心柱13上，陶瓷螺母4的预紧力矩为0.35～0.5N·m；

起预紧作用的陶瓷螺母在0.35～0.5N·m的预紧力矩下，通过螺纹和高温绝缘胶与中心柱和金属质量块连接到一起(质量块与陶瓷管之间嵌套即可，无需用胶固定)，防止传感器在高温和强震动作用下发生螺栓松动，固定起绝缘作用的陶瓷管，避免传感器在振动过程中产生横向信号干扰，有效提高传感器件的使用可靠性及精度。

实施例12：

一种高温振动加速度传感器，结构如实施例2所示，所不同的是，质量块4与陶瓷螺母4接触一段设置有沉孔5.2，装配完成后，陶瓷螺母4位于该沉孔5.2内。

本发明的图9为本发明的高温振动加速度传感器在高温下的性能，横坐标为温度，纵坐标为热漂移率，随着温度的变化，传感器输出的热漂移率低于5％；

图10为本发明的传感器在高温下(600℃和650℃)下的工作状态示意图，横坐标为温度，纵坐标为灵敏度，可以看出，本发明的传感器在600℃仍可以长期稳定工作(＞200h)。

实施例13：

一种高温振动加速度传感器的装配方法，包括以下步骤：

(1)将带有内螺纹的陶瓷管8灌入稀释的高温绝缘胶，旋转拧入顶盖7的中心柱13上，陶瓷管8与顶盖7紧密接触无缝隙；

本发明中所使用的为稀释后的高温绝缘胶，优选可将1.5～2g的高温绝缘胶与1mL稀释剂进行稀释后使用。

(2)组装晶组6：将压电晶片12上下表面镀上一层200-300nm厚的铂金薄膜，铂金薄膜可以确保高温下晶片与电极之间优良的电接触，把压电晶片12以负极相对、正极相对的方式并联叠加到一起，压电晶片12之间加入电极片14，两路电极片的连接线17分别折叠，一路电极片的电极环16分别插入压片晶片的正极之间，该路电极片14与顶盖7紧密接触，与质量块5绝缘，其起始位置设置在最底层压片晶片12与顶盖7之间，尾端位于最上层两片压电晶片12之间；另一路电极片的电极环16分别插入压电晶片12的负极之间，其起始位置设置在最底层两片压电晶片12之间，尾端设置于最上层压电晶片12与质量块5之间，该路电极片与质量块5紧密接触，与顶盖7基座绝缘，多片压电晶片和两路电极片组成晶组6，如图4(a)所示晶组中，两路电极片交叉插入到同极性相对叠加到一起的压电晶片中；

本发明的电极片为整体式，在组装时，一端的第一个电极环插入相应位置后，可直接将连接线17拗弯，与其相邻的第二个电极环插入相应位置后，反向将连接线17拗弯，第三个电极环插入对应位置，重复上述过程，直到整个电极环插入完毕，有效减少了传感器装配过程中的焊点；

(3)将晶组6、质量块5依次套入陶瓷管8上，陶瓷螺母4的螺纹灌入高温绝缘胶，并拧入中心柱13上，预紧力矩为0.35～0.5N·m，把顶盖7、晶组6和质量块5紧密的结合到一起，将固定好的顶盖7、晶组6和质量块5放入温度为150～180℃的干燥箱中保持12～18小时，完成高温绝缘胶的固化，至此信号发生部1装配完毕；

(4)用夹具将置入高温真空钎焊炉中的金属插针11、连接器陶瓷管10和金属外壳9固定好，炉内真空度小于10^-5Pa，温度控制在800～900℃，保持5～6个小时，使高温钎料融化，通过毛细作用渗入到连接器陶瓷管与金属插针和金属外壳的缝隙中，退火后，连接器安装完毕；

(5)把固化好的信号发生部1、底座外壳2和连接器3置入惰性气体气氛箱中，气氛箱中气体压力略大于一个大气压，金属信号线15一端插入到金属插针11中，点焊固定，另一端插入到质量块5预留的连接孔5.1中并焊接好，信号发生部1和连接器3分别放置于安装口A 2.1、安装口B 2.2处，并通过夹具固定好；

(6)通过激光焊接将信号发生部1、底座外壳2和连接器3焊接到一起，使之紧密接触无缝隙，得到传感器；

(7)将焊接好的传感器放入到高温箱中进行退火处理，消除器件之间的应力残留。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。