CN109855767A - 一种高精度单分力子母传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单向力测量传感器技术领域，具体指一种高精度单分力子母传感器；包括母体传感器和子体传感器，所述母体传感器包括固定端法兰和受载端法兰，固定端法兰与受载端法兰之间连接有母体感应部；所述子体传感器设于固定端法兰和受载端法兰之间，子体传感器包括基体和被动触头，基体与被动触头之间连接有子体感应部；所述基体的下端与固定端法兰固定连接，被动触头与受载端法兰配合连接；本发明结构合理，通过一个母体配合多个子体传感器的配置方式，将多个不同量程的单分力传感器组合成一体，从而获得小量测试的高精度以及更大的量程范围的单分力传感器。

Description

一种高精度单分力子母传感器

技术领域

本发明涉及单向力测量传感器技术领域，具体指一种高精度单分力子母传感器。

背景技术

在力传感器中，特别是基于力学变形原理的应变式传感器，由于力和变形遵循胡克定律，变形量通过应变电桥进行测试，传感器的灵敏度系数与变形量直接相关，如此，量程和小量测试时的精度往往是一对矛盾，量程大的传感器对于小量的测试往往较难分辨，好比磅秤称戒指。对于大部分情况我们可以根据测量值的大致量值选择对应量程的传感器，从而获得较高的测量精度；但是，面对测试量程存在不确定、量程范围宽，又不便于频繁更换传感器的情况，现有的传感器难以满足足够的量程又能在小量测试时有足够精度。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、量程可变、量程大、又能保证小量测试精度的高精度单分力子母传感器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种高精度单分力子母传感器,包括母体传感器和子体传感器，所述母体传感器包括固定端法兰和受载端法兰，固定端法兰与受载端法兰之间连接有母体感应部；所述子体传感器设于固定端法兰和受载端法兰之间，子体传感器包括基体和被动触头，基体与被动触头之间连接有子体感应部；所述基体的下端与固定端法兰固定连接，被动触头与受载端法兰配合连接。

根据以上方案，所述母体感应部两端的薄弱区均设有应变片，且两端的应变片组成独立的应变电桥；所述子体感应部两端的薄弱区均设有应变片，且两端的应变片组成独立的应变电桥。

根据以上方案，所述固定端法兰与受载端法兰之间设有至少两个的母体感应部，子体传感器设于所述两个母体感应部之间。

根据以上方案，所述受载端法兰的下端面上设有主动触头，被动触头的上端面上设有U形的嵌配槽，主动触头穿设于嵌配槽内，且主动触头与嵌配槽的两个内侧面之间设有配合间隙ε。

根据以上方案，所述受载端法兰与固定端法兰之间设有至少两个的子体传感器，若干子体传感器的被动触头分别与受载端法兰上的主动触头配合连接。

根据以上方案，所述应变片构成的应变电桥通过放大电路进行AD转换后发送给单片机进行数据处理。

本发明有益效果为：本发明结构合理，通过一个母体配合多个子体传感器的配置方式，将多个不同量程的单分力传感器组合成一体，从而获得小量测试的高精度以及更大的量程范围的单分力传感器。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图。

图中：

1、母体传感器；2、子体传感器；3、应变片；11、固定端法兰；12、受载端法兰；13、母体感应部；14、主动触头；21、基体；22、被动触头；23、子体感应部；24、嵌配槽；25、主动触头。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，本发明所述的一种高精度单分力子母传感器,包括母体传感器1和子体传感器2，所述母体传感器1包括固定端法兰11和受载端法兰12，固定端法兰11与受载端法兰12之间连接有母体感应部13；所述子体传感器2设于固定端法兰11和受载端法兰12之间，子体传感器2包括基体21和被动触头22，基体21与被动触头22之间连接有子体感应部23；所述基体21的下端与固定端法兰11固定连接，被动触头22与受载端法兰12配合连接；所述母体感应部13两端的薄弱区均设有应变片3，且两端的应变片3组成独立的应变电桥；所述子体感应部23两端的薄弱区均设有应变片3，且两端的应变片3组成独立的应变电桥；所述母体感应部13上的应变片3构成的应变电桥和子体感应部23上的应变片3构成的应变电桥形成形式上的两路传感器，受载端法兰12收到特定方向上的载荷时，受载端法兰12与固定端法兰11之间发生位移使应变片3变形，当载荷较小时，仅母体传感器1上的应变片3变形从而满足小量测试的高精度要求；当载荷较大时，受载端法兰12的带动被动触头22使子体传感器2上的应变片3变形，根据弹簧的并联受载原理，两路应变电桥测量载荷值之和即为实际载荷。

所述固定端法兰11与受载端法兰12之间设有至少两个的母体感应部13，子体传感器2设于所述两个母体感应部13之间，本传感器采用对称分布的两个母体感应部13连接受载端法兰12和固定端法兰11，从而使母体传感器1构成如图1所示的矩形截面结构，使受载端法兰12受到单分力载荷时产生偏移位移而不是扭转位移，子体传感器2设置在两个母体感应部13之间且分别与其间隔设置，受载端法兰12位移时可带动被动触头22产生相应的位移从而保证单向载荷的测量精度。

所述受载端法兰12的下端面上设有主动触头14，被动触头22的上端面上设有U形的嵌配槽24，主动触头14穿设于嵌配槽24内，且主动触头14与嵌配槽24的两个内侧面之间设有配合间隙ε25；所述配合间隙ε25对应了母体传感器1和子体传感器2之间的量程范围，当受载端法兰12单向载荷时相对固定端法兰11发生位移，当载荷较小相对位移小于配合间隙ε25时，子体传感器2的应变片3不发生变形，仅母体传感器1的应变片3变形；当载荷较大相对位移大于配合间隙ε25时，子体传感器2和母体传感器1的应变片3都发生变形，从而使传感器获得更大的量程范围。

所述受载端法兰12与固定端法兰11之间设有至少两个的子体传感器2，若干子体传感器2的被动触头22分别与受载端法兰12上的主动触头14配合连接；本发明优选的主动触头14为条状的枕木块，与被动触头22上的U形嵌配槽24构成间隙配合，当母体传感器1内设置多个子体传感器2时，各嵌配槽24与主动触头14之间的配合间隙ε25可以采用相同值，使传感器的整体量程获得放大，同时还具有小量测试的精度保证；而嵌配槽24采用不同的配合间隙ε25时，即载荷超过第一段量程时，首先触发第一个子体传感器2，载荷超过第二段量程时，同时触发第一和第二个子体传感器2，依次类推，可以使传感器的量程获得阶梯状的逐步放大。

所述应变片3构成的应变电桥通过放大电路进行AD转换后发送给单片机进行数据处理，所述应变片3构成的应变电桥首先需要对载荷与输出关系进行标定，根据弹簧的并联受载原理，整体传感器测量出实际的载荷就等于两路标定后的测量载荷值的总和；若采用一母带多子的组合形式，总载荷值即所以母体与多个子体传感器测量值的总和。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种高精度单分力子母传感器,包括母体传感器(1)和子体传感器(2)，其特征在于：所述母体传感器(1)包括固定端法兰(11)和受载端法兰(12)，固定端法兰(11)与受载端法兰(12)之间连接有母体感应部(13)；所述子体传感器(2)设于固定端法兰(11)和受载端法兰(12)之间，子体传感器(2)包括基体(21)和被动触头(22)，基体(21)与被动触头(22)之间连接有子体感应部(23)；所述基体(21)的下端与固定端法兰(11)固定连接，被动触头(22)与受载端法兰(12)配合连接。

2.根据权利要求1所述的高精度单分力子母传感器，其特征在于：所述母体感应部(13)两端的薄弱区均设有应变片(3)，且两端的应变片(3)组成独立的应变电桥；所述子体感应部(23)两端的薄弱区均设有应变片(3)，且两端的应变片(3)组成独立的应变电桥。

3.根据权利要求1所述的高精度单分力子母传感器，其特征在于：所述固定端法兰(11)与受载端法兰(12)之间设有至少两个的母体感应部(13)，子体传感器(2)设于所述两个母体感应部(13)之间。

4.根据权利要求1所述的高精度单分力子母传感器，其特征在于：所述受载端法兰(12)的下端面上设有主动触头(14)，被动触头(22)的上端面上设有U形的嵌配槽(24)，主动触头(14)穿设于嵌配槽(24)内，且主动触头(14)与嵌配槽(24)的两个内侧面之间设有配合间隙ε(25)。

5.根据权利要求4所述的高精度单分力子母传感器，其特征在于：所述受载端法兰(12)与固定端法兰(11)之间设有至少两个的子体传感器(2)，若干子体传感器(2)的被动触头(22)分别与受载端法兰(12)上的主动触头(14)配合连接。

6.根据权利要求2所述的高精度单分力子母传感器，其特征在于：所述应变片(3)构成的应变电桥通过放大电路进行AD转换后发送给单片机进行数据处理。