CN1138163A - 钢弦式力传感器 - Google Patents
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Abstract
一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器,它有带压盖和底盖的盒体,盒体上部空腔有两个传压塞,活塞间充满液体,盒体中部有工作膜,工作膜上有钢弦柱和磁感元件、钢弦柱上拉紧钢弦,工作膜受压使钢弦产生不同频率的振动,通过磁感元件转换为电信号输出,从而换算出力的大小值。由于有两个活塞传压可以根据传压比设计成各种量程;由于工作膜与壳体是旋松连接的,壳体的变形不影响测量精度,因此可用于各种量程和高精度的力的测量。
Description
本发明是一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器,属于力传感器的一种。
与本发明最相近的技术方案,由申请人1988年4月6日申请的专利号为ZL882210950.2的活塞传压弦式液压传感器。它主要是用于测量液体的压力,它的结构是由盒体(1)、工作膜(2)、进液盖(3)、底盖(12)、进液盖(3)中安设的传压活塞(4)、工作膜(2)下面的钢弦柱(6)、钢弦柱(6)上钢弦(7)以及磁感元件(9)、(10)所组成的。它的作用只能用于测量液体的压力而不能测量力。当然如果活塞露出外壳也可以直接测量力,但量程小、误差大无实用价值。由于它的工作膜(2)与盒体(1)直接连成一个整体,所以当盒体机械变形或使用时底部不平造成受力不均时,钢弦(7)的振动频率发生较大变化,造成测量误差较大。
本发明的目的,是发明一种能用来测量力的、量程范围大的、测量精度高的钢弦式力传感器。
本发明的技术方案是:在盒体(1)上有压盖(3)、底盖(19),盒体(1)内上部是一个等直径的或变径的空腔,上部空腔有传压活塞(4)和活塞(8),且两活塞间充满粘稠液体,活塞(9)的顶部为凹球面,下部空腔盒体的横隔厚凸台上螺纹连接着工作膜(10),并固应上钢弦柱(14),钢弦柱(14)上固定钢弦(18),工作膜(10)上固定上磁感应元件。测量力的大小时,活塞(4)上放钢球或球面盖,力通过钢球或球面盖作用于活塞(4)的中心,通过液体传给活塞(8)、活塞(8)加压在工作膜上,工作膜的受压变形使钢弦(18)根据力的大小产生不同频率的振动、磁感元件将振动频率转换为电信号,通过电线传输给测试仪表显示出频率,根据频率换算出力值,或经二次仪表转换直接显示出力的大小值。
本发明的积极效果是:1、由于活塞设有凹球面力通过钢球作用在中心线上,而且两活塞间靠液体传递压力,避免了力的偏心造成的测量误差;2、当上部空腔为两个不同直径的活塞时,受压面积不一样,根据传压比可以设计成各种量程的力传感器;3、由于工作膜通过螺纹松松地的旋在盒体内凸台上,所以盒体受力发生机械变形或使用的时候底座不平,对钢弦频率无影响,保证了测量精度。
下面结合附图说明本发明的一个实施例。图1是本发明实施例的内部结构剖视图:(1)盒体;(2)海棉;(3)压盖;(4)大活塞;(5)堵;(6)、(7)、(9)、(20)O型密封圈,(8)小活塞,(10)工作膜,(11)出线咀,(12)电缆插头,(13)钢弦柱,(14)接线板,(15)磁头板,(16)激发线圈,(17)感应线圈,(18)钢弦,(19)后盖,(21)粘稠液体。
图中看出本发明主要由盒体(1)和装在盒体上部的大活塞(4)、装在中部的小活塞(8)和装在下部的工作膜(10)等组成。大活塞(4)上装有O型密封圈(6),大活塞的上部为凹球面,可设置钢球将作用力集中在大活塞的中心。凹球面中心有带螺纹的孔,设置O型密封圈(7)和堵(5),用于排除空气后密封。大活塞(4),小活塞(8)之间充满粘稠液体,海棉(2)由压盖(3)压紧,以防止粉末状脏物侵入大活塞(4)与盒体(1)之间的间隙。小活塞(8)上装有O型密封圈(9),工作膜(10)通过螺纹装到盒体(1)下部的凸台上。工作膜(10)上装有钢弦柱(13)、接线板(14)和磁头板(15)。激发线圈(16)、感应线圈(17)装有磁头板(15)上,且与接线板(14)相连接。钢弦(18)安装在两钢弦柱(13)之间。后盖(19)和O型密封圈(20)装在盒体的底部,出线咀(11)装在盒体(1)的侧面,电缆通过带有密封圈的出线咀(11)进入盒体(1)内,电缆中的导线与接线板(14)相连接,电缆的另一头装有电缆插头(12)。
上述实施例由于大活塞在上面直接与被测力接触,通过液体传给小活塞后有一定的传压比,所以可测很大的力。
本发明的另外实施例是将图1中的大小活塞位置调换或者将两个活塞做成等直径的,可以测很小的力或一般的力。
Claims (5)
1、一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器,构造是:在盒体上有压盖和底盖,盒体上部空腔内装有与工作膜接触的活塞(8),盒体下部空腔有钢弦柱、钢弦柱上固定有钢弦,另外工作膜上还有激发检测钢弦振动频率的磁感元件,其特征在于盒体内的工作膜是一个独立的部件,装在盒体内下部的凸台上;盒体上部空腔还装有活塞(4),活塞(4)和活塞(8)之间充满粘稠液体(21)。
2、如权利要求1所述的力传感器,其特征在于活塞(4)和活塞(8)是等直径的。
3、如权利要求1所述的力传感器,其特征在于活塞(4)是大径的,活塞(8)是小径的。
4、如权利要求1所述的力传感器,其特征在于活塞(4)是小直径的,活塞(8)是大直径的。
5、如权利要求1或2或3或4所述的力传感器,其特征在于活塞(4)顶部是一个凹球面,测量力的大小时,凹球面内放置钢球或球面盖。
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