CN1143746A - 自撑式重量传感器和装有这种传感器的秤 - Google Patents

自撑式重量传感器和装有这种传感器的秤 Download PDF

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Abstract

本发明的重量传感器包括一承载应变片(2)的呈杆(1)形状的测试体，所述杆1由于被测重量的作用而弯曲。杆(1)在框架(3)中延伸，其一端连接于框架(3)，另一端相对于框架(3)是自由的并具有用于承受与作用在框架(3)的承载面(5)上的反作用力(F1)方向相反的一个力(F)，整个传感器制成平块形式的单体。

Description

自撑式重量传感器和装有这种传感器的秤
本发明涉及一种例如用于秤的自撑式重量传感器。
本发明也涉及装有一个或多个重量传感器的秤。
现有技术中的秤包括用于称人体重量的秤，它具有一个用于接受被称重量的表面，一个用来设置在一平面上的底座和一个承载应变片的传感器。
例如，本申请人的欧洲专利第141710号和第317429号中描述了这种秤。
在这种现有技术的秤中，只有一个金属杆形式的传感器设置在板和基座之间。由于被称重量作用在平台上，上述杆基本承受弯曲力，但是，由于被称重量的作用点可能与传感器偏置，因而也承受不需要的力矩，特别是扭矩。
应变片连接于一电子电路以便将应变片的变形转变成电信号，再将电信号转变成相应于被测重量的数值。
在秤包括与同一称重平台相关的多个传感器的情形中，当一重量放置在平台上时，杆承受垂向挠曲，这需要消除水平的应变以防止回零误差和滞后误差。
上述应变消除通常是由使用刀刃，无声块架量或球窝接头的关节系统。
在这种秤中，承载应变片的杆两端必须完全刚性地连接于平台和底座，使在平台上放置的载荷产生一个完全由杆传递的力。
例如，专利文献US3512595；FR2356913和GB1373992中描述了这种秤。
专利文献EP0519818描述了一种单式结均秤，其中，在秤中使用且制成平块形式的单件的重量传感器具有呈载有应变片的杆的形式的测试体，所述杆承受被测重量引起的弯曲力。杆的相对两端各连接于U形承载面，其用于承受一个与作用在另一承载面上的力方向相反的力。
上述专利也描述了一种秤，它具有一个放置在四个上述类形的传感器上的平台。传感器的两个U型承载面之一用螺钉固定在平台上。
假设两U形面处于杆的中点的两相对侧，当负载作用在秤上时，传感器的螺钉连接将受到很大的负荷。
因此，上述连接必须是刚性的，这对于制造来说是一种限制因素。
而且由于上述刚性连接，各传感器不再是相互独立的，而是由平台将其相互连接起来。这样就会产生回零和滞后误差问题。
本发明的目的是提供一种自撑式传感器，以便克服上述缺陷，其结构简单，便于秤的制造，并改善了秤的性能。
本发明涉及一种适于秤中使用的重量传感器，呈平块的形式，它具有一承载应变片的杆状的测试体；所述杆因被测重量而弯曲，杆的两相对端各连接于一承载面，承载面用于承受与作用于另一承载面的反作用力方向相反的力。
按照本发明，所述传感器的特征在于：一个承载而由一个所述杆在其中延伸的框架承载，所述杆的一端连接于所述框架，另一端承载着另一承载面，所述另一承载面相对于框架是自由的，并完全处于框架内。
因此，本发明的传感器呈平块状，平块与两测试体(即，杆)和相对的承载面连为整体，承载面之一用于承受被测重量，另一承载面用来承受反作用力。
因此，它是自撑式的，即，其承载面使其总是处于机械平衡状态。
由于这种传感器量平块形，因而它易于装于测量设备，如秤中，从而解决了杆在底座和枰的平台上的刚性连接而引起的问题。
由于承载面之一受到杆承载的另一承载面的完全限制，因而当两承载面受到负载作用时，传感器保持平衡状态。因此，秤的平台可以通过非刚性的，较松驰或挠性的机械结合而连接在承载面之一上，这是由于它们不受被测重量的负载作用的缘故。
在本发明的一个有利的实施例中，框架呈矩形。
杆最好沿着框架的对称方向延伸。
在本发明的一个具体实施例中，由杆的所述端部承载的承载面具有在框架内对称于杆延伸的两个部分。
在本发明的一个推荐实施例中，应变片设在一个陶瓷支承件上，陶瓷支承件粘合在杆上，处于所述框架邻近于杆的一端的部分和所述承载面邻近于杆的所述另一端的部分上。
上述布置改进了传感器的工作。
本发明也涉及一种装有按照本发明的至少一个重量传感器的枰。
这种秤最好内装三个按照本发明的重量传感器，它们设在一个共同的平台下，由杆承载的应变化连接于一个共同的电子测量电路。
这种秤克服了现有技术的秤的缺点，现有技术的称只有一个传感器，其中，单一的杆受到不需要的力矩和相当大的弯曲。
在秤的一个推荐实施例中，平台通过杆的所述另一端承载的承载面上支承的零件与传感器的一表面接触，从而使框架是自由的。
在另一实施例中，平台通过支承在由框架构成的承载面上的零件与传感器的一个相接触，从而使由杆的所述另一端承载的承载面是自由的。
在上述两实施例中，传感器是秤脚的一部分。称的底座则是非整体的。因此，本发明的平块形传感器形成一种制造简单，使不需要的力矩引起的误差减至最小，从而保证了精确测量。
现对照以下附图进一步阐述本发明的的其它特征和优点。
图1是本发明的重量传感器的立体图；
图2是与图1类似的视图，表示本发明的另一实施例；
图3是一立体图表示从一金属杆切割本发明的传感器；
图4是本发明的秤的立体图；
图5是本发明的秤的纵剖图；
图6是一传感器的立体图，在其两个相对表面上设有适于分别与秤的平台和一平面接触的承载件。
在图1和2所示的实施例中，适用于秤的重量传感器具有一载有应变片2，2a的杆1形状的测试体，所述杆1由于被测重量的作用而弯曲。
按照本发明，所述杆1在框架3内延伸，其一端相对于框架3是自由的，并包括一个承载面4，其适于承受与作用在框架3的承载面5上的力F1方向相反的力F。整个传感器由弹性材料制成整体，呈平块形。承载面4完全位于框架3中。
在图示实例中，框架3呈矩形，但框架3也可以是其它形状(图形、梯形、六边形等)。框架3不必是一个封闭的框体。
杆1沿框架3的对称的方向延伸。由杆1的所述另一端承载的承载面4具有两个在框架3内延伸且最好对称于杆1的部分4a，4b。
如图1和2所示，由杆的所述另一端承载的承载面4具有一个部分4a，部分4c最好垂直于杆1，且垂直于杆1所连接的框架3的部分3a。垂直于杆1的部分4c延伸着两个平行的部分4a，4b它们伸向框架3的部分3a。这两个部分4a，4b的长度稍短于杆1的长度。
在图2的实例中，应变片2a放在一陶瓷支承件上，该支承件粘合在杆1的全长，与杆1的一端相邻的框架3的一部分及承载面4邻近杆1的另一端的一部分上。
实验证明上述布置改进了传感器的工作，传感器尺寸小的情况下效果更好。
图1和2所示传感器是一个厚度恒定不变的平的弹性金属块，它可以简单经济地从一具有适当机械特性的金属杆切片制成(见图3)。这种传感器也可烧结金属粉末制成，或者由金属板切出。
这种包括测试体和两个相对的承载面的整体式传感器能够以特别简单的方式装入秤中。
这种秤最好包括至少三个本发明的重量传感器。图4所示的秤包括4个重量传感器7。由这些传感器7的杆承载的应变片连接于一个共同的电子测量电路8。
图4和5所示的秤包括一个适于接受被测重量10的平台9。
如图5所示，平台9通过一个基本是U形件11与传感器7的一表面接触，U形件11承载在所述杆1的所述另一端承载的承载面4上，使框架3是自由的(见图6)。
作为上述方案的一种替代方案，平台9可通过框架构成的承载面着承载与支承的零件来接触传感器7的一表面，使由杆1的所述另一端承载面4是自由的。在这种情形中，传感器7的布置与上述布置相反。
传感器7的承载面5与装在平台9上的接触U形件11的表面相对，承载面5与一零件12相接触，零件12放在如放置秤的工作台的表面13上。
零件12与相应的传感器7构成称的四脚之一。因此，这种秤无需底座。
当然，与零件11一样，零件12与传感器7的承载面4和5之一接触，使另一承载面是自由的，从而可使杆1自由弯曲。
为此目的，只要将零件11和12以一种适当的方式挖空即可。
件12最好是弹性体块。
在称重过程中，平台和传感器之间的机械连接因其结构并不锁紧，传感器处于机构平衡状态。因此，上述机械连接可较为松驰或挠性的，例如可采用夹紧或快动咬合等方式。这种非刚性连接的优点在于，使各传感器相互独立，从而消除了滞后和回零误差。
因此，本发明提供了一种成本低且克服了现有技术中各种缺点的秤，例如称人体重量的秤。
称人体重量的秤的传感器例如可用钢制成。杆1的长度可为15mm，其横截面为10mm×15mm。传感器的总体尺寸可以为38mm×38mm，其总厚度为5mm。

Claims (17)

1.适用于枰且呈平块形的重量传感器，它包括一根呈杆(1)状的，承载着应变片(2)的测试体；所述杆(1)由于被测重量而弯曲，杆(1)的两相对端各连接于承载面(4，5)，所述一承载面用来承受与作用在另一承载面上的反作用力(F1)方向相反的力；其特征在于：一承载面(5)由一框架(3)承载，在框架3中杆(1)延伸，杆(1)的一端连接于框架(3)，其另一端承载着另一承载面(4)，承载面(4)相对于框架(3)是自由的，且完全位于框架(3)之中。
2.如权利要求1所述的重量传感器，其特征在于：所述框架(3)呈矩形。
3.如权利要求1或2所述的重量传感器，其特征在于：所述杆(1)沿着框架(3)的对称方向延伸。
4.如权利要求1或2所述的重量传感器，其特征在于：由杆(1)的所述一端承载的承载面(4)具有两个在框架(3)内延伸，对称于杆(1)的部分。
5.如权利要求2至4中任一项所述的重量传感器，其特征在于：由杆(1)的所述另一端承载的承载面(4)具有一个部分(4c)，所述部分(4c)垂直于杆(1)且垂直于杆(1)所连接的框架(3)的部分(3a)，所述垂直于杆(1)的部分(4c)延伸有两个平行的部分(4a，4b)，它们向着框架(3)的所述部分(3a)延伸。
6.如权利要求4或5所述的重量传感器，其特征在于：所述部分(4a，4b)的长度稍短于杆(1)的长度。
7.如权利要求1至6中任一项所述的重量传感器，其特征在于：所述应变片(2a)设置在一陶瓷支承件上，所述支承件粘合在杆(1)、框架(3)的相邻于杆(1)的所述一端的部分及所述承载面(4)的相邻于杆(1)的所述另一端的部分上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的重量传感器，其特征在于：它包括一厚度恒定不变的平金属块。
9.如权利要求8所述的重量传感器，其特征在于：它是从一金属杆(6)的切片制成的。
10.一种具有至少一个如权利要求1至9中任一项所述的重量传感器的秤。
11.一种具有至少三个如权利要求1至9中任一项所述的重量传感器的秤，由传感器的杆承载的应变片连接于一个共同的电子电路。
12.如权利要求11所述的秤，它包括一个接受被测量(10)的平台(9)，其特征在于：平台(9)通过一个电杆(11)的所述另一端承载的承载面(4)支承的零件与传感器(7)的一表面接触，从而使框架(3)是自由的。
13.如权利要求11所述的秤，它包括一个接受被测重量(10)的平台(9)，其特征在于：平台(9)通过框架(3)构成的承载面上支承的零件(11)与传感器(7)的一表面接触，从而使杆(11)的所述另一端承载的承载面(4)是自由的。
14.如权利要求12或13所述的秤，其特征在于：传感器(7)的与接触装在平台(9)上的表面相对的承载面与一零件(12)接触，零件(12)支承在所述秤所放置的平面(13)上，所述零件(11)与相应的传感器(7)构成所述秤的一个支脚。
15.如权利要求14所述的秤，其特征在于：所述零件(12)与传感器(7)的承载面之一接触，从而使另一承载面是自由的。
16.如权利要求14或15所述的秤，其特征在于：所述零件(12)是一个弹性体块。
17.如权利要求14至16中任一项所述的秤，其特征在于：与传感器的每个承载面接触的所述平面(11，12)借助固定装置固定在平台(9)和/或传感器(7)上，所述固定装置不受被测重量的负载作用，从而保证各传感器的独立性。
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