CN113432774A - 一种可调式压力传感器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调式压力传感器及其使用方法，涉及电子器件技术领域。本发明包括柱形基体；柱形基体内部设置有热电阻，热电阻为环形结构；柱形基体一侧面沿环向开设有若干导向槽，导向槽内部滑动配合有导向件，导向件表面固定连接有连接杆；连接杆一端面固定连接有压力检测机构，压力检测机构与热电阻位置相适配。本发明通过复位弹性件、热电阻、球面受力板和热量转换元件的设计，当压力作用于球面受力板上时，可灵活调节热量转换元件与热电阻的距离，利用热量转换元件感应热电阻附近温度变化，从而实现作用在球面受力板上压力的检测，相较于传统压力传感器的电容或电阻变化量的输出更易于测量。
Description
技术领域
本发明属于电子器件技术领域，特别是涉及一种可调式压力传感器及其使用方法。
背景技术
传感器技术是现代测量和自动化系统的核心技术之一，在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性高、成本低、便于集成化的优点，使得压力传感器成为日常生活和工业实践中使用最多的一种传感器，其广泛的应用于机械制造、智能建筑、航空航天、军事国防、海洋开发、水利水电、铁路交通、气象地质、汽车工业、电子通信、油井、医疗服务等众多领域。常见的压力传感器可分为电阻应变片式、半导体应变片式、压阻式、电感式、电容式、压电式压力传感器，各种压力传感器在测量范围、灵敏度、响应速度、线性度、稳定性、精确度等方面各有优缺点，适用于不同场合。
但是，现有技术中，一般的压力传感器以机械结构性的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，这种结构的压力传感器尺寸较大，灵敏度低且功耗较高，不能灵活进行电学输出；另外，一般的压力传感器功能单一，无法实现其压力检测范围的调节，进而导致压力传感器的适用范围较小。为此，我们设计了一种可调式压力传感器，用以解决上述中存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调式压力传感器及其使用方法，通过热电阻、复位弹性件、调阻针、弧形啮合件、调节柱、调阻转盘、热量阻散板和压力检测机构的设计，解决了现有的压力传感器以机械结构性的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，这种结构的压力传感器尺寸较大，灵敏度低且功耗较高，不能灵活进行电学输出，一般的压力传感器功能单一，无法实现其压力检测范围的调节，进而导致压力传感器的适用范围较小的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种可调式压力传感器及其使用方法，包括柱形基体；其中，所述柱形基体内部设置有热电阻，所述热电阻为环形结构；所述柱形基体一侧面沿环向开设有若干导向槽，所述导向槽内部滑动配合有导向件，所述导向件表面固定连接有连接杆；所述连接杆一端面固定连接有压力检测机构，所述压力检测机构与热电阻位置相适配。
进一步地，所述导向槽内底部固定连接有复位弹性件，所述复位弹性件一端面与导向件表面固定连接。
进一步地，所述柱形基体内底部安装有若干绝缘基块，所述绝缘基块与热电阻之间固定连接。
进一步地，所述柱形基体内表面分别固定安装有正向电极和负向电极；
其中，所述正向电极通过第一导线与热电阻电性连接，所述负向电极通过第二导线与热电阻电性连接。
进一步地，所述热电阻表面设置有调阻针，所述调阻针表面固定连接有弧形啮合件；
所述柱形基体内底部中心位置固定安装有轴承，所述轴承内壁固定连接有调节柱，所述调节柱一端面固定连接有调阻转盘，所述调阻转盘与弧形啮合件相啮合。
进一步地，所述压力检测机构包括有球面受力板，所述球面受力板与连接杆之间固定连接；
所述球面受力板内表面固定连接有若干支撑杆，所述支撑杆一端面固定安装有热量转换元件。
进一步地，所述柱形基体内表面靠近热量转换元件位置固定连接有热量阻散板，所述热量阻散板为环形结构；
所述热量阻散板、热量转换元件和热电阻同轴心。
一种可调式压力传感器的使用方法，包括以下步骤：
SS01当无外界压力作用在球面受力板上时，通过正向电极和负向电极给热电阻施加一定大小的直流电流激励，热电阻附近的温度会升高并稳定分布，放置在热电阻附近的热量转换元件感应这种温度变化并输出初始热电势；
SS02当作用在球面受力板上的压力逐渐增大时，复位弹性件逐渐被压缩，使热量转换元件逐渐向热电阻靠近；
SS03热电阻附近温度较高，当热量转换元件靠近热电阻时，热量转换元件感应的温度升高，导致热量转换元件输出的热电势逐渐减小，从而实现球面受力板上所受压力的测量；
SS04转动调节柱，使调阻转盘进行转动，通过调阻转盘与弧形啮合件的啮合作用，驱使调阻针在热电阻表面移动，实现热电阻有效阻值大小的调节，从而实现对压力检测范围和灵敏度的调节，使热量转换元件的压力检测范围更宽。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过复位弹性件、热电阻、球面受力板、支撑杆和热量转换元件的设计，当压力作用于球面受力板上时，复位弹性件被压缩，可灵活调节热量转换元件与热电阻的距离，利用热量转换元件感应热电阻附近温度变化，从而实现作用在球面受力板上压力的检测，该压力传感器为电压输出，相较于传统压力传感器的电容或电阻变化量的输出更易于测量。
2、本发明通过调阻针、弧形啮合件、调节柱、调阻转盘和热电阻的设计，转动调节柱，利用调节柱带动调阻转盘进行转动，在调阻转盘与弧形啮合件的配合下实现调阻针在热电阻上的移动，从而实现热电阻有效阻值大小的调节，从而实现对压力检测范围和灵敏度的调节，使热量转换元件的压力检测范围更宽。
3、本发明通过设置热量阻散板，可减少热电阻附近的热量往柱形基体外部辐射，同时可避免外部因素对柱形基体内部环境的影响，进而使得热量转换元件对热电阻附近温度感应更加灵敏，从而使得检测出来的压力更加准确。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种可调式压力传感器的结构示意图；
图2为图1的结构正视图；
图3为图1一纵向结构剖视图；
图4为图3的结构主视图；
图5为图3仰视角度的结构示意图；
图6为图1一横向结构剖视图；
图7为图6中A处的局部结构放大图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-柱形基体，101-热电阻，102-导向槽，103-导向件，104-连接杆，105-复位弹性件，106-绝缘基块，107-正向电极，108-负向电极，109-第一导线，110-第二导线，111-调阻针，112-弧形啮合件，113-调节柱，114-调阻转盘，115-热量阻散板，2-压力检测机构，201-球面受力板，202-支撑杆，203-热量转换元件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明为一种可调式压力传感器及其使用方法，包括柱形基体1；
其中，柱形基体1内部设置有热电阻101，热电阻101为环形结构；
柱形基体1一侧面沿环向开设有若干导向槽102，导向槽102内部滑动配合有导向件103，导向件103表面固定连接有连接杆104；
连接杆104一端面固定连接有压力检测机构2，压力检测机构2与热电阻101位置相适配。
其中，导向槽102内底部固定连接有复位弹性件105，复位弹性件105一端面与导向件103表面固定连接；
柱形基体1内底部安装有若干绝缘基块106，绝缘基块106与热电阻101之间固定连接；当给热电阻101施加一定大小的电流时，热电阻101发热，越靠近热电阻101温度越高，逐渐远离热电阻101处的温度较低。
其中，柱形基体1内表面分别固定安装有正向电极107和负向电极108；其中，正向电极107通过第一导线109与热电阻101电性连接，负向电极108通过第二导线110与热电阻101电性连接。
其中，热电阻101表面设置有调阻针111，调阻针111表面固定连接有弧形啮合件112；
柱形基体1内底部中心位置固定安装有轴承，轴承内壁固定连接有调节柱113，调节柱113一端面固定连接有调阻转盘114，调阻转盘114与弧形啮合件112相啮合；通过转动调阻转盘114，可实现弧形啮合件112在热电阻101表面的滑动，从而实现热电阻101有效电阻的灵活调节，施加电流时可产生不同的热量。
其中，压力检测机构2包括有球面受力板201，球面受力板201与连接杆104之间固定连接；
球面受力板201内表面固定连接有若干支撑杆202，支撑杆202一端面固定安装有热量转换元件203；当球面受力板201受到外界压力时，复位弹性件105被压缩，热量转换元件203逐渐向热电阻101靠近，利用热量转换元件203感应热电阻101周围温度，并将热量转化成电压，最终经热量转换元件203输出球面受力板201所受的外界压力；
柱形基体1内表面靠近热量转换元件203位置固定连接有热量阻散板115，热量阻散板115为环形结构；热量阻散板115、热量转换元件203和热电阻101同轴心。
一种可调式压力传感器的使用方法，包括以下步骤：
SS01当无外界压力作用在球面受力板201上时，通过正向电极107和负向电极108给热电阻101施加一定大小的直流电流激励，热电阻101附近的温度会升高并稳定分布，放置在热电阻101附近的热量转换元件203感应这种温度变化并输出初始热电势；
SS02当作用在球面受力板201上的压力逐渐增大时，复位弹性件105逐渐被压缩，使热量转换元件203逐渐向热电阻101靠近；
SS03热电阻101附近温度较高，当热量转换元件203靠近热电阻101时，热量转换元件203感应的温度升高，导致热量转换元件203输出的热电势逐渐减小，从而实现球面受力板201上所受压力的测量；
SS04转动调节柱113，使调阻转盘114进行转动，通过调阻转盘114与弧形啮合件112的啮合作用，驱使调阻针111在热电阻101表面移动，实现热电阻101有效阻值大小的调节，从而实现对压力检测范围和灵敏度的调节，使热量转换元件203的压力检测范围更宽。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种可调式压力传感器，其特征在于：包括柱形基体(1)；
其中，所述柱形基体(1)内部设置有热电阻(101)，所述热电阻(101)为环形结构；
所述柱形基体(1)一侧面沿环向开设有若干导向槽(102)，所述导向槽(102)内部滑动配合有导向件(103)，所述导向件(103)表面固定连接有连接杆(104)；
所述连接杆(104)一端面固定连接有压力检测机构(2)，所述压力检测机构(2)与热电阻(101)位置相适配。
2.根据权利要求1所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述导向槽(102)内底部固定连接有复位弹性件(105)，所述复位弹性件(105)一端面与导向件(103)表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述柱形基体(1)内底部安装有若干绝缘基块(106)，所述绝缘基块(106)与热电阻(101)之间固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述柱形基体(1)内表面分别固定安装有正向电极(107)和负向电极(108)；
其中，所述正向电极(107)通过第一导线(109)与热电阻(101)电性连接，所述负向电极(108)通过第二导线(110)与热电阻(101)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述热电阻(101)表面设置有调阻针(111)，所述调阻针(111)表面固定连接有弧形啮合件(112)；
所述柱形基体(1)内底部中心位置固定安装有轴承，所述轴承内壁固定连接有调节柱(113)，所述调节柱(113)一端面固定连接有调阻转盘(114)，所述调阻转盘(114)与弧形啮合件(112)相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述压力检测机构(2)包括有球面受力板(201)，所述球面受力板(201)与连接杆(104)之间固定连接；
所述球面受力板(201)内表面固定连接有若干支撑杆(202)，所述支撑杆(202)一端面固定安装有热量转换元件(203)。
7.根据权利要求6所述的一种可调式压力传感器，其特征在于，所述柱形基体(1)内表面靠近热量转换元件(203)位置固定连接有热量阻散板(115)，所述热量阻散板(115)为环形结构；
所述热量阻散板(115)、热量转换元件(203)和热电阻(101)同轴心。
8.如权利要求1-7任意一所述的一种可调式压力传感器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
SS01当无外界压力作用在球面受力板(201)上时，通过正向电极(107)和负向电极(108)给热电阻(101)施加一定大小的直流电流激励，热电阻(101)附近的温度会升高并稳定分布，放置在热电阻(101)附近的热量转换元件(203)感应这种温度变化并输出初始热电势；
SS02当作用在球面受力板(201)上的压力逐渐增大时，复位弹性件(105)逐渐被压缩，使热量转换元件(203)逐渐向热电阻(101)靠近；
SS03热电阻(101)附近温度较高，当热量转换元件(203)靠近热电阻(101)时，热量转换元件(203)感应的温度升高，导致热量转换元件(203)输出的热电势逐渐减小，从而实现球面受力板(201)上所受压力的测量；
SS04转动调节柱(113)，使调阻转盘(114)进行转动，通过调阻转盘(114)与弧形啮合件(112)的啮合作用，驱使调阻针(111)在热电阻(101)表面移动，实现热电阻(101)有效阻值大小的调节，从而实现对压力检测范围和灵敏度的调节，使热量转换元件(203)的压力检测范围更宽。
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