CN114486060B - 一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器承重测定领域，具体为一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，包括：测压模块、记录模块、接收模块；其中，测压模块设有与待测力直接接触的承载感应弹板，所述承载感应弹板还固接有传力安装卡头；所述记录模块设置有螺旋安装丝杠，所述传力安装卡头活动卡接于螺旋安装丝杠设置的T形卡轨中，所述传力安装卡头上，均匀安装有磁力笔，能够对设置于螺旋安装丝杠一侧的磁板进行测定力大小的记录，所述记录模块设定有信号发射器，本发明通过信号发射器将记录模块收录的信号发射于接收模块，所述接收模块安装有显示器、储存器；配合测压模块、记录模块，不仅对模拟信号能够实现实时检测，而且对数据能够保持记录储存。
Description
技术领域
本发明涉及传感器承重测定领域，具体为一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求；传感器的分类一般包括：温度、光、力、放射线等十大类的多种传感器；其中压力传感器为其中一种，通常用于流体介质、即液态或气态介质的压力感测；
在现有技术中，一般使用力敏元件，通过感受外界力的大小，引起力敏元件的变形；进而使元件本身的物理或化学特性发生改变，发射出不同于寻常状态的信号，并设置信号接收器进行分析，得出结论，如此直接与外界力接触，造成传感器的精确度与测量范围两者不可兼得的问题；
专利号：CN111811729A的发明公开了一种压力传感器和具有这种压力传感器的压力传感器装置，本发明涉及一种用于流体介质的压力感测的压力传感器，包括：具有第一压力接头和第二压力接头的壳体，其中，第一压力接头具有加载第一压力的第一压力通道，其中，第二压力接头具有加载第二压力的第二压力通道；布置在壳体中的第一压力感测装置，设置成用于加载第一压力并且用于输出代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号；第二压力感测装置，设置成用于加载第二压力并且用于输出代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号。提出，压力传感器具有布置在壳体中的第三压力感测装置，设置成用于加载以第一压力和第二压力并且用于输出代表第一压力相对于第二压力的压力差的第一压差信号；
通过研究发现该发明没有克服传感器在面临多发情况下对数据进行记录的问题，传感器在感测过程中经常面临，所测量力的变化情况较为复杂，没有规律的问题；在解决该问题过程中，如果能够将各个时间点的力态变化进行记录，则大大利于使用者需求测量力的变化规律。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，其特征在于，包括：测压模块、记录模块、接收模块；其中，所述接收模块与各记录模块通过电信号进行信息传递，所述测压模块与记录模块活动连接；所述测压模块通过与设置有承载感应弹板，将外界力产生的动能转化成机械能并通过记录模块进行记录，并最终通过电信号在接收模块中表现并储存；
所述接收模块包括：电源、信号接收器、信息储存芯片、显示器、操作台、外壳体；所述电源、信号接收器、信息储存芯片均安装于外壳体内部，其中所述信号接收器、信息储存芯片安装于PCB板上，且PCB板与电源电连接，所述显示器、操作台外露于外壳体且与PCB板电连接。
进一步地，所述测压模块包括：承载感应弹板、复位组件、支撑杆、传力安装卡头；所述承载感应弹板顶面用于与外界力直接接触，其底面通过复位组件活动连接有支撑杆，所述支撑杆底部支撑于底板上；所述传力安装卡头一端与复位组件底部固接，另一端与记录模块滑动卡接。
进一步地，所述承载感应弹板分设为多块小型弹板组成，还包括“工”字型筋板，所述“工”字型筋板交叉安装于小型弹板底部，且与小型弹板固接。
进一步地，所述复位组件包括：复位支杆、复位弹簧；所述支撑杆顶部设有与复位支杆相适配的复位孔，所述复位支杆一端滑动安装于复位孔内，另一端固接于“工”字型筋板交叉处，所述复位弹簧套接于复位支杆外，且弹性连接于支撑杆与“工”字型筋板之间。
进一步地，所述复位组件还包括封闭连接轴套，所述封闭连接轴套为中空的柱体，所述封闭连接轴套滑动安装于支撑杆上端部，且连接于“工”字型筋板与传力安装卡头之间，所述复位支杆、复位弹簧安装于封闭连接轴套内部。
进一步地，所述传力安装卡头设置为半包围式结构，其卡臂端设置为T形，且侧面上设置有通过栅口与记录模块配合。
进一步地，所述记录模块包括：丝杠支撑杆、记录卡盘、弹簧磁力笔、磁板、磁杆重置装置、磁传感组件；所述丝杠支撑杆与底板固定，且设置有T形卡槽与传力安装卡头的卡臂端配合；所述记录卡盘与丝杠支撑杆螺纹连接，且卡接于通过栅口上；所述弹簧磁力笔设置有若干个，通过压紧弹簧与记录卡盘弹性连接；所述磁板固接于底板，且磁板与记录卡盘之间的距离不大于弹簧磁力笔正常状态下笔尖与记录卡盘安装面的距离，所述磁板另一侧面安装有磁杆重置装置，所述磁传感组件与磁杆重置装置固定。
进一步地，所述记录模块还包括：射频组件，所述射频组件分为接收端、发射端，分别安装于通过栅口上下两面，用于计算记录卡盘转动的角度。
进一步地，所述磁杆重置装置包括：曲形齿条、啮合齿轮、驱动电机、磁性重置杆；所述驱动电机通过曲形连杆与曲形齿条滑动安装，所述啮合齿轮与驱动电机输出轴固接，且啮合齿轮与曲形齿条相啮合；所述磁性重置杆与啮合齿轮转动安装。
进一步地，所述磁传感组件：弧形安装板、磁传感器；所述弧形安装板其弧形与磁板形状相对应，所述磁传感器有多个，并均匀分布于弧形安装板表面。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：
1.本发明通过设置测压模块、记录模块、接收模块，能够供使用者对区域内的力进行实时监测，并具有将数据进行储存在线的功能。
2.本发明通过测压模块、记录模块的配合，其中测压模块没有对外界力直接进行感应测定，而是将外界力转换成为记录卡盘上下转动的机械能，并利用磁场的分布原理进行绘制记录；整个记录过程完整，清楚且误差较小。
附图说明
图1为本发明的总装结构各模块位置关系分布示意图；
图2为本发明测压模块与记录模块三维装配示意图；
图3为本发明测压模块与记录模块装配正面二维示意图；
图4为本发明测压模块与记录模块仰视图；
图5为本发明测压模块剖面示意图；
图6为本发明记录卡盘与弹簧磁力笔装配示意图；
图7为本发明磁杆重置装置示意图；
图8为本发明接收模块三维模型示意图；
图9为本发明接收模块内部剖切示意图；
图10为本发明磁板内部结构示意图。
附图编号：测压模块1、记录模块2、接收模块3、承载感应弹板101、复位组件102、支撑杆103、传力安装卡头104、底板105、丝杠支撑杆201、记录卡盘202、弹簧磁力笔203、磁板204、磁杆重置装置205、磁传感组件206、射频组件207、电源301、信号接收器302、PCB板303、信息储存芯片304、显示器305、操作台306、外壳体307、小型弹板1011、“工”字型筋板1012、封闭连接轴套1021、复位支杆1022、复位弹簧1023、复位孔1031、卡臂端1041、通过栅口1042、压紧弹簧2021、吸附层2041、光滑层2042、磁粉格2043、曲形齿条2051、啮合齿轮2052、驱动电机2053、磁性重置杆2054、弧形安装板2061、磁传感器2062。
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。本发明中的实施例中，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、图2、图3、图4、图8，本发明提供一种技术方案：
一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，其特征在于，包括：测压模块1、记录模块2、接收模块3；其中，记录模块2设置有四个，所述接收模块3与各记录模块2通过电信号进行信息传递，所述测压模块1与记录模块2对应布置于外侧，并活动连接；所述测压模块1通过设置有承载感应弹板101，将外界力产生的动能转化成机械能，并通过记录模块2进行记录，再通过记录模块2与记录模块2配合将该机械能转变为随磁场变化而变化的电信号，并最终该电信号在接收模块3中表现并储存；
所述接收模块3包括：电源301、信号接收器302、信息储存芯片304、显示器305、操作台306、外壳体307；所述电源301通过六角螺栓固定安装于外壳体307内腔底部，所述信号接收器302焊接在PCB板303上，所述信息储存芯片304插接于PCB板303上，且PCB板303与电源301电连接，所述显示器305、操作台306分别与外壳体307镶嵌安装，且外露于外壳体307；所述显示器305、操作台306与PCB板303在外壳体307内部电性连接。
本实施例中，由图2至图5可得，所述测压模块1包括：承载感应弹板101、复位组件102、支撑杆103、传力安装卡头104；所述承载感应弹板101顶面与外界力直接接触，受到外界压力后，承载感应弹板101向下压动复位组件102，并带动复位组件102底部焊接的传力安装卡头104，使得外界压力转变为传力安装卡头104势能的变化；所述支撑杆103作为支撑件对承载感应弹板101、复位组件102、传力安装卡头104进行支撑。
本实施例中，由图3、图4可得，每一整块的承载感应弹板101分设为四块小型弹板1011组成，并通过“工”字型筋板1012交叉安装于小型弹板1011底部，对小型弹板1011连接固定，这样设置能够避免因外界力过小无法将整个承载感应弹板101下压，影响整体装置的测量范围与测量精度。
本实施例中，参阅图5、图7可得，所述复位组件102包括：复位支杆1022、复位弹簧1023；所述支撑杆103顶部设有与复位支杆1022相适配的复位孔1031，所述复位支杆1022一端滑动安装于复位孔1031内，另一端固接于“工”字型筋板1012交叉处，所述复位弹簧1023套接于复位支杆1022外，且弹性连接于支撑杆103与“工”字型筋板1012之间，当受到承载感应弹板101向下压迫时复位弹簧1023收缩，所述复位支杆1022在复位孔1031中向下滑动，承载感应弹板101向下压迫结束时，复位弹簧1023回弹，将复位支杆1022向上带动。
本实施例中，参阅图5可得，所述复位组件102还包括封闭连接轴套1021，所述封闭连接轴套1021为中空的柱体，所述封闭连接轴套1021滑动安装于支撑杆103上端部，且连接于“工”字型筋板1012与传力安装卡头104之间，所述复位支杆1022、复位弹簧1023安装于封闭连接轴套1021内部，该封闭连接轴套1021能够对复位支杆1022、复位弹簧1023进行保护，防止外部灰尘等杂质进入，影响复位支杆1022在复位孔1031内的滑动配合，延长机器使用寿命。
本实施例中，参阅图5可得，所述传力安装卡头104设置为半包围式结构，其卡臂端1041设置为T形，且侧面上设置有通过栅口1042与记录模块2配合。
本实施例中，参阅图2、图3、图4、图6，所述记录模块2包括：丝杠支撑杆201、记录卡盘202、弹簧磁力笔203、磁板204、磁杆重置装置205、磁传感组件206；测定过程中，传力安装卡头104在丝杠支撑杆201设置的T形卡槽上向下滑动，所述记录卡盘202卡接在卡臂端1041中，并因与丝杠支撑杆201螺纹连接，进行转动、向下滑动两种状态，在转动过程中，所述弹簧磁力笔203在磁板204进行工作，完成了由勾绘出的不同磁形线表现在不同时刻中机械能的变化。
本实施例中，参阅图5可得，所述记录模块2还包括：射频组件207，所述射频组件207分为接收端、发射端，分别安装于通过栅口1042上下两面，用于计算记录卡盘202转动的角度，所述弹簧磁力笔203设置有五个，每对射频组件207的接收端、发射端进行阻挡一次，则整个记录卡盘202旋转72°，此精度能够通过增加弹簧磁力笔203或者射频组件207的数量进行更改，不应作为本发明限制性条件。
在本实施例中，由图10可得，所述磁板204分为前后两层，其中靠近弹簧磁力笔203一侧为吸附层2041，另一层为光滑层2042，两层中间设置有磁粉格2043，内置有磁粉，所述吸附层2041能够对磁粉提供较小力的吸附，所述光滑层2042摩擦力较小；在勾磁形线过程中，所述弹簧磁力笔203笔尖设置有磁性材料，将磁粉格2043内的磁粉依靠磁场吸附到吸附层2041，形成磁形线，因为弹簧磁力笔203的高度由承载感应弹板101受不同压力向下滑动的深度不同，则磁形线的成像位置不同，通过其成像位置即可得出其所测量过程中的不同压力值。
本实施例中，参阅图7可得，所述磁杆重置装置205包括：曲形齿条2051、啮合齿轮2052、驱动电机2053、磁性重置杆2054；在一个测定周期过后，对已勾绘的磁形线进行重置，启动驱动电机2053，使磁杆重置装置205沿着啮合齿轮2052与曲形齿条2051啮合方向行进，所述磁性重置杆2054对磁粉格2043内的磁粉依靠磁场吸附到光滑层，并在经过之后磁粉重新滑落至磁粉格2043中，对磁形线重置。
本实施例中，参阅图7可得，所述磁传感组件206：弧形安装板2061、磁传感器2062；所述弧形安装板2061其弧形与磁板204形状相贴合，所述磁传感器2062有多个均匀分布于弧形安装板2061表面，所述磁传感器2062采用型号TMR2701，磁传感器2062能够感应到磁板204上磁粉造成的磁场变化，并将该变化转变为电信号的变化，发射至显示器305上进行显示。
工作原理：本发明通过对外界压力进行转换，提高了测量的范围及精度，测定外界力时，首先通过承载感应弹板101对外界力直接接触，并向下压迫时复位弹簧1023收缩，所述复位支杆1022在复位孔1031中向下滑动；所述传力安装卡头104在丝杠支撑杆201设置的T形卡槽上向下滑动，所述记录卡盘202卡接在卡臂端1041中，并因与丝杠支撑杆201螺纹连接，进行转动、向下滑动两种状态，在转动过程中，所述弹簧磁力笔203在磁板204进行工作，完成了由勾绘出的不同磁形线表现在不同时刻中机械能的变化；磁传感器2062能够感应到磁板204上磁粉造成的磁场变化，并将该变化转变为电信号的变化，发射至显示器305上进行显示并储存，在本阶段测定完成后，下一阶段，首先由射频组件207对测定角度进行计算，结束后，启动驱动电机2053，使磁杆重置装置205沿着啮合齿轮2052与曲形齿条2051啮合方向行进，所述磁性重置杆2054对磁粉格2043内的磁粉依靠磁场吸附到光滑层，并在经过之后磁粉重新滑落至磁粉格2043中，对磁形线重置；再进行下一阶段的磁性勾绘。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，其特征在于，包括：测压模块(1)、记录模块(2)、接收模块(3)；其中，所述接收模块(3)与各记录模块(2)通过电信号进行信息传递，所述测压模块(1)与记录模块(2)活动连接；所述测压模块(1)通过设置有承载感应弹板(101)将外界力产生的动能转化成机械能并通过记录模块(2)进行记录，并最终通过电信号在接收模块(3)中表现并储存；
所述接收模块(3)包括：电源(301)、信号接收器(302)、信息储存芯片(304)、显示器(305)、操作台(306)、外壳体(307)；所述电源(301)、信号接收器(302)、信息储存芯片(304)均安装于外壳体(307)内部，其中所述信号接收器(302)、信息储存芯片(304)安装于PCB板(303)上，且PCB板(303)与电源(301)电连接，所述显示器(305)、操作台(306)外露于外壳体(307)且与PCB板(303)电连接；
所述测压模块(1)包括：承载感应弹板(101)、复位组件(102)、支撑杆(103)、传力安装卡头(104)和底板(105)；所述承载感应弹板(101)顶面用于与外界力直接接触，其底面通过复位组件(102)活动连接有支撑杆(103)，所述支撑杆(103)底部支撑于底板(105)上；所述传力安装卡头(104)一端与复位组件(102)底部固接，另一端与记录模块(2)滑动卡接；
所述复位组件(102)包括：复位支杆(1022)、复位弹簧(1023)；所述支撑杆(103)顶部设有与复位支杆(1022)相适配的复位孔(1031)，所述复位支杆(1022)一端滑动安装于复位孔(1031)内，另一端固接于“工”字型筋板(1012)交叉处，所述复位弹簧(1023)套接于复位支杆(1022)外，且弹性连接于支撑杆(103)与“工”字型筋板(1012)之间；
所述复位组件(102)还包括封闭连接轴套(1021)，所述封闭连接轴套(1021)为中空的柱体，所述封闭连接轴套(1021)滑动安装于支撑杆(103)上端部，且连接于“工”字型筋板(1012)与传力安装卡头(104)之间，所述复位支杆(1022)、复位弹簧(1023)安装于封闭连接轴套(1021)内部；
所述传力安装卡头(104)设置为半包围式结构，其卡臂端(1041)设置为T形，且侧面上设置有通过栅口(1042)与记录模块(2)配合；
所述记录模块(2)包括：丝杠支撑杆(201)、记录卡盘(202)、弹簧磁力笔(203)、磁板(204)、磁杆重置装置(205)、磁传感组件(206)；所述丝杠支撑杆(201)与底板(105)固定，且设置有T形卡槽与传力安装卡头(104)的卡臂端(1041)配合；测定过程中，传力安装卡头（104）在丝杠支撑杆（201）设置的T形卡槽上向下滑动，所述记录卡盘（202）卡接在卡臂端（1041）中，并因与丝杠支撑杆（201）螺纹连接，进行转动、向下滑动两种状态；所述记录卡盘(202)与丝杠支撑杆(201)螺纹连接，且卡接于通过栅口(1042)上；所述弹簧磁力笔(203)设置有若干个，通过压紧弹簧(2021)与记录卡盘(202)弹性连接；所述磁板(204)固接于底板(105)，且磁板(204)与记录卡盘(202)之间的距离不大于弹簧磁力笔(203)正常状态下笔尖与记录卡盘(202)安装面的距离，所述磁板(204)另一侧安装有磁杆重置装置(205)，所述磁传感组件(206)与磁杆重置装置(205)固定；
所述磁杆重置装置(205)包括：曲形齿条(2051)、啮合齿轮(2052)、驱动电机(2053)、磁性重置杆(2054)；所述驱动电机(2053)通过曲形连杆与曲形齿条(2051)滑动安装，所述啮合齿轮(2052)与驱动电机(2053)输出轴固接，且啮合齿轮(2052)与曲形齿条(2051)相啮合；所述磁性重置杆(2054)与啮合齿轮(2052)转动安装；
所述磁传感组件(206)：弧形安装板(2061)、磁传感器(2062)；所述弧形安装板(2061)其弧形与磁板(204)形状相对应，所述磁传感器(2062)有多个，并均匀分布于弧形安装板(2061)表面。
2.根据权利要求1所述的一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，其特征在于，所述承载感应弹板(101)分设为多块小型弹板(1011)组成，还包括“工”字型筋板(1012)，所述“工”字型筋板(1012)交叉安装于小型弹板(1011)底部，且与小型弹板(1011)固接。
3.根据权利要求1所述的一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统，其特征在于，所述记录模块(2)还包括：射频组件(207)，所述射频组件(207)分为接收端、发射端，分别安装于通过栅口(1042)上下两面，用于计算记录卡盘(202)转动的角度。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111643843.XA Active CN114486060B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种承重式阶段性自动记录压力传感器系统 |
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| CN201974269U (zh) * | 2010-09-27 | 2011-09-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 压力测量记录装置 |
| CN110132481A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-16 | 华北水利水电大学 | 堤防冲击检测报警装置 |
| CN111855069A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 株式会社鹭宫制作所 | 压力传感器 |
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-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111643843.XA patent/CN114486060B/zh active Active
Patent Citations (5)
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