CN103335699B - 多量程称重传感器的弹性体结构 - Google Patents

多量程称重传感器的弹性体结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多量程称重传感器的弹性体结构，包括固定部分和应变部分，应变部分包括设置在弹性体上至少两个以上不同量程的敏感应变区，第一敏感应变区具有第一应变孔，第一应变孔位于薄壁处固定有用于测量第一量程载荷的第一组应变片，第二敏感应变区具有第二应变孔，第二应变孔位于薄壁处固定有用于测量第二量程载荷的第二组应变片，第二应变孔内的第一过载梁或对应的弹性体上设有具有第一过载间隙α的第一槽口。本发明结构合理，能在一个弹性体上既能实现大量程载荷的计量，又能实现小量程载荷的计量，可按常规制造技术进行加工，且无需提高精度，能确保加工精度。

Description

多量程称重传感器的弹性体结构
技术领域
本发明涉及一种多量程称重传感器的弹性体结构，属于称重传感器技术领域。
背景技术
在计重过程中，希望同一台秤既能够称量很轻的物体也能够称量较重的物体，但是一个称重传感器的输出量程信号是在设定的范围内，如果采用额定载荷大的称重传感器，在计量较小质量的物体时，会出现较大的计量误差；如果采用额定载荷小的称重传感器，在所称量大载荷的物体时，由于超载易造成称重传感器的破坏。
为了减少衡器的结构设计，需要大量程载荷和最小检定分度值的称重传感器。目前解决方案有二种结构。一种结构是采用大量程载荷、高Y值得称重传感器，这种结构的称重传感器对制造提出很高的要求，而且最小检定分度值也难以控制。另一种解决方案是采用一个大量程载荷的称重传感器和一个小量程载荷的称重传感器连接起来使用，通过一定的限位装置使小量程载荷的称重传感器测量小载荷范围，大量程载荷的称重传感器测量大载荷范围，通过外接电路选取称重传感器的输出，但这种结构的衡器无法测量多量程载荷。
发明内容
本发明目的是提供一种多量程称重传感器的弹性体结构，结构合理，便于制作，既能在一个弹性体上即能实现大量程载荷计量，又能实现小量程载荷计量。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种多量程称重传感器的弹性体结构，包括固定部分和应变部分，所述的固定部分包括弹性体上的印制板安装孔，其特征在于：所述的应变部分包括设置在弹性体上至少两个以上不同量程载荷的敏感应变区，所述的第一敏感应变区具有第一应变孔，第一应变孔位于薄壁处固定有用于测量第一量程载荷的第一组应变片，第二敏感应变区具有第二应变孔，第二应变孔位于薄壁处固定有用于测量第二量程载荷的第二组应变片，所述的第二应变孔内的第一过载梁或对应的弹性体上设有具有第一过载间隙α的第一槽口。
本发明在弹性体的应变部分设有至少两个以上不同量程载荷的敏感应变区，因此被测载荷使各自量程载荷的敏感应变区发生变形，第一敏感应变区通过其第一组应变片感知变形产生的应变，使第一敏感应变区可实现大量程载荷计量，而第二敏感应变区通过其第二组应变片感知变形产生的应变，尤其第二敏感应变区内设有具有第一过载间隙α的第一槽口，因此第二敏感应变区可以实现小量程载荷的计量。且当测量载荷较小时，通过第二敏感应变区进行计量，当载荷增加并超过第二敏感应变区的承载力时，由于第二敏感应变区第一槽口的第一过载间隙消除，使其能起到传递载荷的作用，载荷通过第二敏感应变区的第一过载梁或弹性体加载到第一敏感应变区，通过第一敏感应变区对载荷进行计量，因此通过一个弹性体上即能实现大量程载荷计量又能实现小量程载荷计量，方便控制。本发明在一个弹性体上设有多个敏感应变区，可按常规制造技术进行加工，且无需提高精度，能确保加工精度。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1为本发明多量程称重传感器的弹性体结构的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图一种结构示意图。
图3是图1的A-A剖视图另一种结构示意图。
其中：1—电缆接头，2—弹性体，3—印制板安装孔，4—印制板，5—第一组应变片，6—第一应变孔，7—第三组应变片，8—第三应变孔，9—第二槽口，10—中间过载梁，11—第二组应变片，12—第二应变孔，13—加载部件安装孔，14—第一过载梁，15—第一槽口，16—螺纹孔，17—第二变形孔，18—第一变形孔。
具体实施方式
见图1～3所示，本发明的多量程称重传感器的弹性体结构，包括固定部分和应变部分，固定部分包括弹性体2上的印制板安装孔3，印制板4设置在印制板安装孔3内的，印制板4与电缆接头1连接，通过电缆接头1输出电信号，固定部分还具有螺纹孔16，通过紧固件将弹性体2固定在基座上，应变部分的端部具有加载部件安装孔13，将加载部件或加载部件的支承件安装在加载部件安装孔13上，被测物体通过在加载部件上向弹性体加载载荷。
见图2、3所示，本发明弹性体2的应变部分包括设置在弹性体2上至少两个以上不同量程载荷的敏感应变区，本发明的第一敏感应变区具有第一应变孔6，第一应变孔6位于薄壁处固定有用于测量第一量程载荷的第一组应变片5，第一组应变片5可为常规的四个应变片并组成桥路，第一组应变片5通过导线与印制板4连接，通过第一敏感应变区进行大量程载荷的测量。见图2、3所示，本发明第二敏感应变区具有第二应变孔12，第二应变孔12位于薄壁处固定有用于测量第二量程载荷的第二组应变片11，同样第二组应变片11可为常规的四个应变片并组成桥路，第二组应变片11通过导线与印制板4连接，第二应变孔12内的中间过载梁10或对应的弹性体2上设有具有第一过载间隙α的第一槽口15，因此可使第二敏感应变区进行小量程载荷的测量，固定在弹性体2上的至少三个密封件分别对第一应变孔6和第二应变孔12进行以及印制板安装孔3进行密封，使弹性体2具有较好的密封性能。
见图2、3所示，本发明弹性体2的应变部分在位于第一敏感应变区和第二敏感应变区之间还具有第三敏感应变区，第三敏感应变区具有第三应变孔8，第三应变孔8位于薄壁处固定有用于测量第三量程载荷的第三组应变片7，第三组应变片7可为常规的四个应变片并组成桥路，第三组应变片7通过导线与印制板4连接，固定在弹性体2上的密封件分别对第三应变孔8进行密封。本发明第三应变孔8内的中间过载梁10或对应的弹性体2上设有具有第二过载间隙β的第二槽口9，本发明第三敏感应变区的承载力大于第二敏感应变区的承载力。本发明还可在第一敏感应变区和第二敏感应变区之间还具有第三敏感应变区和第四敏感应变区，第四敏感应变区的结构与第三敏感应变区的结构相同，其承载力从第二敏感应变区、第三敏感应变区、第四敏感应变区至第一敏感应变区依次增加，可根据要求设置。
见2、3所示，本发明的第一敏感应变区的第一应变孔6处的薄壁厚度大于或等于第二敏感应变区的第二应变孔12处的薄壁厚度，第三敏感应变区第三应变孔8处的薄壁厚度大于第二敏感应变区的第二应变孔处的薄壁厚度，使弹性体2在不同的敏感应变区具有不同的绕度。见图2所示，本发明各敏感应变区应变孔处的薄壁由各应变孔及其弹性体2外壁对应内凹的弧形结构，还可以如见图3所示，本发明的第二敏感应变区的第二应变孔处的薄壁和第三敏感应变区的第三应变孔8处的薄壁由各应变孔与变形孔之间构成，而第一敏感应变区的第一应变孔6处的壁厚为应变孔两端与弹性体2外壁之间厚度。
见图2所示，本发明第二敏感应变区的第一过载梁14上的第一槽口15其两端与第二应变孔相通，第一槽口15为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或L形槽口或V形槽口，该第一槽口15的第一过载间隙α在0.05～1.00㎜之间，该第一过载间隙α在0.1㎜、0.25㎜或0.5㎜或0.8㎜等。或见图3所示，本发明第二敏感应变区的第一槽口15的内侧槽口与第一变形孔18相通、外侧槽口与弹性体2的外端面相通，第一变形孔18设置在第二应变孔的外侧，该第一槽口15为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或L形槽口或由两个以上相连接的L形槽口，本发明的第一槽口15的第一过载间隙α在0.05～1.00㎜之间，通过第一槽口15能实现过载保护。
见图2所示，本发明第三敏感应变区的中间过载梁10上的第二槽口9其两端与第三应变孔8相通。或见图3所示，本发明第三敏感应变区的第二槽口9的内侧槽口与第二变形孔17相通、外侧槽口与弹性体2的外端面相通，第二变形孔17设置在第三应变孔8的外侧，该第二槽口9为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或V形槽口或L形槽口或由两个以上相连接的L形槽口，第二槽口9的第二过载间隙β在0.05～1.00㎜之间，第二过载间隙β在在0.1㎜、0.25㎜或0.5㎜或0.8㎜等，通过第二槽口9实现过载保护。
见图2、3所示，当被测物在加载在弹性体2上时，各敏感应变区内的对应各组应变片感知变形产生的应变。当被测物在第二量程载荷测量区时，第二敏感应变区内的第二组应变片11感知敏感应变区的变形，可进行第二量程载荷的计量，实现小量程载荷的测量；而当载荷继续增加时，第二量程载荷测量区中的第一槽口15上的第一过载间隙消除，使第二敏感应变区起到载荷的传递作用，印制板4上的电路停止输出第二组应变片11构成的桥路输出信号；此时，第三敏感应变区的第三组应变片7感知变形，改为输出第三组应变片7构成桥路输出的信号，当载荷继续增加并且达到第三量程载荷上限时，第三量程载荷测量区中的第二槽口9上的第二过载间隙消除，该第三敏感应变区起到载荷的传递作用，印制板4上的电路停止输出第三组应变片7构成的桥路输出信号，改为输出第一敏感应变区的第一组应变片5构成的桥路输出信号，进行大量程载荷的测量，在一个弹性体上实现多个量程载荷的计量。

Claims (9)

1.一种多量程称重传感器的弹性体结构，包括固定部分和应变部分，所述的固定部分包括弹性体(2)上的印制板安装孔(3)，其特征在于：所述的应变部分包括沿轴向设置在弹性体(2)上至少两个以上不同量程载荷的敏感应变区，第一敏感应变区具有第一应变孔(6)，第一应变孔(6)位于薄壁处固定有用于测量第一量程载荷的第一组应变片(5)，第二敏感应变区具有第二应变孔(12)，第二应变孔(12)位于薄壁处固定有用于测量第二量程载荷的第二组应变片(11)，所述的第二应变孔(12)内的第一过载梁或对应的弹性体(2)上设有具有第一过载间隙α的第一槽口(15)。
2.根据权利要求1所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第一敏感应变区的第一应变孔(6)处的薄壁厚度大于或等于第二敏感应变区的第二应变孔(12)处的薄壁厚度。
3.根据权利要求1所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述弹性体(2)的应变部分在位于第一敏感应变区和第二敏感应变区之间还具有第三敏感应变区，第三敏感应变区具有第三应变孔(8)，所述的第三应变孔(8)位于薄壁处固定有用于测量第三量程载荷的第三组应变片(7)，固定在弹性体(2)上的密封件分别对第三应变孔(8)进行密封；所述的第三应变孔(8)内的中间过载梁(10)或对应的弹性体(2)上设有具有第二过载间隙β的第二槽口(9)，所述的第二敏感应变区的承载力大于第三敏感应变区的承载力。
4.根据权利要求3所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第三敏感应变区的第三应变孔(8)处的薄壁厚度大于第二敏感应变区的第二应变孔(12)处的薄壁厚度。
5.根据权利要求1或3所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第二敏感应变区的第一过载梁上的第一槽口(15)其两端与第二应变孔相通，第一槽口(15)为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或L形槽口或V形槽口，所述的第一槽口(15)的第一过载间隙α在0.05～1.00㎜之间。
6.根据权利要求1或3所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第二敏感应变区的第一槽口(15)的内侧槽口与第一变形孔(18)相通、外侧槽口与弹性体(2)的外端面相通，第一变形孔(18)设置在第二应变孔(12)的外侧，第一槽口(15)为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或L形槽口，第一槽口(15)的第一过载间隙α在0.05～1.00㎜之间。
7.根据权利要求3所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第三敏感应变区的中间过载梁(10)上的第二槽口(9)的两端与第三应变孔(8)相通。
8.根据权利要求3所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第三敏感应变区内的第二槽口(9)的内侧槽口与第二变形孔(17)相通、外侧槽口与弹性体的外端面相通，第二变形孔(17)设置在第三应变孔(8)的外侧。
9.根据权利要求7或8所述的多量程称重传感器的弹性体结构，其特征在于：所述第二槽口(9)为斜置的竖槽口或Z槽口或方波形槽口或V形槽口或L形槽口或由两个以上相连接的L形槽口，且中间弯折形槽口的第二过载间隙β在0.05～1.00㎜之间。
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