CN1703612A - 力传感器、力传感器的安装装置以及称量秤 - Google Patents

力传感器、力传感器的安装装置以及称量秤 Download PDF

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Abstract

一种用于安装力传感器(20)的安装装置,该力传感器具有一设有传感器的核心部件。该核心部件将一支承部件连接至一力作用部件,该支承部件可通过安装螺钉(36BR,36BL,36F)螺栓连接至一紧固件(3),该力作用部件可通过安装螺钉(46BR,46BL,46F)螺栓连接至一称重托盘架(4)。力传感器(20)的支承部件和力作用部件中的每一个具有三个用于容纳安装螺钉(36BR,36BL,36F,46BR,46BL,46F)的螺纹孔(203BR,203BL,203F,204BR,204BL,204F)。所述螺纹孔形成一指向该变形体的等腰三角形。该三角形的对称轴处于一平行于力传感器(20)位移的平面中。该安装装置的附加设计还允许以小结构高度和热去耦固定提供有效的过载保护。

Description

力传感器、力传感器的安装装置以及称量秤
本发明涉及力传感器,特别是涉及分别如权利要求1、7和14的前序部分所述的紧固该力传感器的方式、力传感器的安装装置以及具有通过该安装装置安装的力传感器的称量秤。
称量秤的测力元件通常配备有一力传感器,该力传感器在一侧连接至一用作支座的秤架,在另一侧连接至一称重托盘架,将要测量的力通过该称重托盘架引入。可以以多种方式对力传感器进行配置。广泛使用的是设计为带有一作为核心元件的弹性变形体的传感器,或者是带有一进行力补偿(在大多数情况下是利用由一电流调节电磁铁所产生并通过一杠杆机构起作用的平衡力)的设备。
举例来说,如在参考文献[1],DE 199 39 633 A1所述以及在参考文献[2],EP 0 670 479 A1中称为“反作用力件”或“受力体”的力传感器具有一弹性变形体,该弹性变形体将传感器的一安装在秤架上的固定部件连接至一力作用部件,对于称量秤,则是连接至一负载作用部件。一般来说,力传感器在位于变形体与若干部件之间的过渡部位上具有若干横向沟槽,该若干部件用于将该力传感器连接至该秤架和称重托盘架。该若干横向沟槽用于机械地脱开该变形体,在该变形体中,利用传感器(优选的是利用应变仪)测量由作用力所引起的变形。
该变形体优选地是构造为一平行四边形形状的测量元件,该测量元件具有一类似于平行四边形的导向构件(例如参见参考文献[3],EP 0 511521 A1)。
代表测量的模拟信号由应变仪产生,该应变仪优选在一桥接电路中彼此相连。通常在一转换电路中数字化该信号并随后对其进行更多的处理步骤。例如参考文献[4],U.Tietze,Ch.Schenk,Halbleiterschaltungstechnik,第十一版,第一次重印,Springer Verlag,柏林1999,第1242-1243页描述了一种带应变仪的桥接电路的基本结构。
为支持对数字化测量信号的进一步处理,参考文献[2]中所述的测量元件具有一存储特征参数的存储模块,这些特征参数对于每个测量元件都是特定的,并用于测量信号的修正。
如参考文献[5],已公开的专利申请GB 1 462 808中所述,前述修正尤其应用于由于非线性、滞后现象、温度和蠕变效应所引起的误差。在工厂制造期间,通过特殊试验和测量过程确定修正所需的校准及补偿数据并存储在存储模块中。
根据参考文献[1],称重单元中力传感器的测量精度在很大程度上取决于力传感器的滞后特性。力传感器的滞后特性由在大多情况下彼此同时出现的若干因素所导致。
再根据参考文献[1],迄今为止用于减轻滞后效应的机械设计测量方法主要集中在避免力传感器材料的弹性变形上。作为一种避免力传感器的连接于秤架上的固定部件和与其所连接的安装基座之间摩擦力的方法,将该两个部件紧紧地用螺栓固定一起,并通过接触表面接合在一起,该接触表面磨光至一高精度的平面度并清除润滑脂和其它杂质。为限制秤的滞后误差,有必要要求接触表面的机械加工以及螺栓的紧固扭矩达到特定水平。
在这些要求的实际运用中,已经发现,螺纹连接在材料中带来了可变应力,并对滞后现象有着额外的不利影响。
参考文献[1]中提出了一种解决方案:在力传感器的相对于秤架以固定方式安装的部件与该固定的力传感器部件所连接的安装基座之间插入一扁平状弹性密封材质的垫片元件。然而,在这种解决方案中,除了这种密封材料的成本之外,还要考虑该垫片元件的长期性能。在某些情况下,配备有一弹性垫片元件的秤在相对短的时期之后可能会需要重新校准。
此外,新型的秤通常均具有可以由修理技术人员在用户处就可以更换而无需将秤返回工厂的模块化测力元件。弹性垫片元件很难在更换测力元件之后无需重新校准的条件下应用于这些秤,因为随着测力元件的更换,这种弹性垫片元件会发生很剧烈的变化。
因此,本发明的目的是提供一种用于力传感器的改进安装装置、与这种安装装置相匹配的力传感器、以及带有用该改进安装装置安装的力传感器的秤。在本文中,术语“安装装置”包括整体上用于互连位于秤的引入称重负载的部件和提供平衡支承力的基座之间的力传感器的机械构件。
本发明特别是试图提供一种节省成本的安装装置,该安装装置使得带有若干传感器的力传感器可以这样的方式安装,从而测量特性在很大程度上是线性的并从而只有很小的偏差需要补偿。此外,随着时间的过去,在安装力传感器之后仍然会保留的与一理想特性之间的偏差应当尽可能小地变化。
本发明的另一目的是提供一种允许测力元件安装在秤架的很小空间内并具有高度稳定性的安装装置。
该安装装置的一优选实施例的又一目的是可靠地保护测力元件避免过载。
此外,该安装装置适用于安装模块化测力元件,该测力元件需要达到无需重新校准秤就可以进行更换的要求。
前述目的通过具有分别如权利要求1、7和14中所述特征的力传感器及其紧固方式、安装装置以及称量秤而得到。其它权利要求给出了本发明的有利实施例。
这种创造性的力传感器通常配备有通过一核心部件相连的力作用部件和支承部件。该核心部件具有至少一传感器,并可以通过横向沟槽与该力作用部件和/或支承部件机械去耦。根据本发明,力传感器的显著特点在于若干个螺纹钻孔的特定布置,这些钻孔容纳有将负载接受部件附着于力传感器的力作用部件以及将一紧固件附着于测量传感器的支承部件的紧固螺钉。至少紧固件以及优选地还有负载接受部件中的每个附着表面或接触区域均装配有三个在力作用方向上相互平行的螺纹钻孔:在与螺纹钻孔正交的附着表面的平面中,钻孔的中心点形成一等腰三角形,优选地为一等边三角形,并且其顶点指向力传感器的核心部件。当力作用部件和支承部件上分别具有三个螺纹钻孔时,这些三角形各自的对称轴彼此大致平行并且其共有平面作为力作用的方向。
此外,这些三角形自身的平面优选彼此平行,以使负载仅仅使力传感器弯曲,而不扭转。
一力传感器(尤其是上述类型的力传感器)的安装装置的显著特点在于一带有U形横截面的紧固件,其中该U形横截面的开口侧朝向该力传感器。该紧固件从支承部件的附着表面向着力作用部件延伸,并越过核心部件的中部,且包括若干个将该紧固件安装在一固定位置的装置,例如螺钉、夹具、按扣连接器或类似的紧固器。这些安装装置用于将测力元件附着于在大多数情况下保持静止的部件,尤其是例如称量秤的秤架上。优选地,紧固件包括可将该紧固件与一前述类型的力传感器螺纹连接在一起的装置。更优选地,在称量秤的特定情况下也称作称重托盘架的负载接受部件类似地以上述同样方式构造为通过螺栓连接至力传感器。然而,该特别特征不能应用于例如通过一直接螺旋入该力作用部件的挂钩而从一悬挂载荷中引入负载的秤。
作为安装螺钉的创造性布置的结果,力传感器中的应力明显减小,因此不再需要使用如参考文献[1]所述的垫片元件。
即使力传感器上安装螺钉的这种创造性布置只是在固定部件或者力作用部件上单独使用,也可使测量误差减小。然而,如果在该两个部件上都使用安装螺钉的这种创造性布置,那么会有更进一步的显著改进。还发现所谓的回复现象会急剧减小。在本文中,术语“回复”指在紧固连接件被紧固之后出现并会影响蠕变行为、滞后现象以及与理想特性之间的其它偏差的缓慢应力变化。
已经证明,使用安装螺钉的这种创造性布置的前述有益之处在装备有模块化测力元件(例如装备有力传感器、传感器以及局部电子电路的测量元件)的秤中特别有利,其中在更换测量元件时避免了秤的重新校准。
在力传感器和安装装置的一优选实施例中,由三个钻孔所形成的等腰三角形的两个底角处的两个钻孔之间的距离大约是钻孔分别距力传感器的支承部件或力作用部件的接触区域边界的距离的两倍。在这种安装装置中,支承部件连接至一紧固件,该紧固件又可以适当地例如固定在秤的秤架中。因此,在力传感器的绝大多数应用中,支承部件可以是安装在秤架的一固定位置的力传感器的一部分。作为这种安装装置的另一特点,力作用部件连接至一负载接受部件。对于秤而言,该负载接受部件为一称重托盘架。当力传感器螺栓连接至紧固件和/或负载接受部件时,上述螺纹钻孔的布置确保了接触区域上应力的均匀分布。
紧固件和负载接受部件自身也应当尽可能地坚硬,并且应具有用于例如在秤的秤架中安装配备有该安装装置的力传感器的装置。根据本发明的一优选思路,紧固件和负载接受部件构造为具有U形轮廓并在U形通道的侧面上形成有外伸凸缘的支承元件。该侧向凸缘可提供刚度。对于紧固件,该侧向凸缘还提供了将紧固件连接至外部的可能性。它们也允许一带有较低总体安装轮廓的过载保护的布置。此外,U形支承元件在处理模块时可保护力传感器。
从参考文献[6],已公开专利申请DE 199 10 003 A1中还可以得知,力传感器和应变仪都是高度敏感的元件,其很容易被机械过载损坏。因此,参考文献[6]所述设备具有一可调节的终端止挡件,其布置在力传感器的连接于秤架的固定部件之上,以用于限制由称重托盘支架所固定的称重托盘或称重平台的向下位移。在参考文献[2]中所述类型的模块化力传感器中,没有一种有利的方式可以实现过载安全设备的这种配置,这种过载安全设备在垂直方向上需要相对较大的空间。由于称重平台和过载安全设备倾向于一起工作的方式,秤的设计选择受到很大的限制。在更换测量元件时,终端止挡件和称重平台之间的间隙可能需要重新调整。而且,在参考文献[6]所述的设备中,由终端止挡件和称重负载作用于称重平台的力并不是与一公共轴线一致,因此在达到终端止挡件之后,一没有被终端止挡件限制的分力可以继续作用于力传感器上,这对于力传感器的弹性性能具有不利影响,或者如果作用力达到最大并且作用了一不利的扭矩,则甚至会引起力传感器的损坏。
上述缺点可以在本发明的该创造性安装装置的优选实施例中得以避免。为避免装配有传感器的力传感器的过载,负载接受部件和紧固件侧壁上的凸缘彼此朝着对方延伸得足够远,从而使得它们互相交叠。在交叠区域上,布置有相互配合的终端止挡件,以防止当作用力太大时力作用部件相对于支承部件的过度位移行程。例如,称重托盘架-或者更一般的术语-负载接受部件的至少一侧向延伸部位装配有一圆孔,一垂直的螺栓有间隙地穿过该圆孔。该螺栓上的两个螺母是可调的,其调节方式使得一螺母限制力作用部件的向下位移,另一螺母限制向上方向上的位移。在本发明的范围内,交叠部件上的终端止挡件的其它可能的结构配置是很容易想象得到的。
由于终端止挡件直接作用在称重托盘架上,因此可以在对空间需要最小的条件下实现该过载安全设备。由于称重平台或称重托盘并不直接与该过载安全设备相配合,该过载安全设备对于秤的设计没有任何限制。
优选地,紧固件和负载接受部件在其两侧均装配有一用于两个位移方向的终端止挡件。例如,称重托盘架在其两侧可以具有侧凸部件,每个侧凸部件带有一圆孔,一垂直螺栓有间隙地穿过该圆孔。每个螺栓上的两个螺母都是可调的,其以使得分别形成向下和向上限制端的两个螺母同时与该两个侧凸部件相遇,从而可以避免力传感器的侧转以及由于扭转作用而引起的滞后问题。
这种称重托盘架上负载的力和与过载安全设备的螺栓轴处于同一平面上的轴线成一条直线的布置防止了在两侧均已到达过载终端止挡件之后与负载有关的分力继续增加并对力传感器产生不利影响的危险。
称重托盘架和紧固件优选配置有一个其U形通道的开口边朝向力传感器的U形横截面,从而使得力传感器被这些由于其U形形状而具有增强刚度的部件所部分包围。因此,其内部固定有测量元件的安装装置也可以用于严格精度要求的小天平。
优选的U形紧固件的端部在侧面延伸入向外弯曲的翼部中,该翼部上装配有若干个用于安装螺钉的通孔,这些螺钉可以旋入秤架的支承元件。因此,本实施例中的紧固件同时还在力传感器上提供一可靠的保持作用,以实现一简单却很有效的过载安全设备,并且将整个测量设备连接至秤架。相反,现有技术中建议的解决方案(参见例如参考文献[7],已公开专利申请DE 198 36 317 A1)包括有一额外的底板,以将测量元件连接至秤架例如一模压薄金属部件上,其必然会带来制造成本的增加以及需安装在一相当大的秤架中。
因此,根据本发明的力传感器优选连接至如前所述的称重托盘架和紧固件。然而,这并不意味着排除使用具有不同形状的称重托盘架和紧固件的可能。
下面将参考力传感器的一例子的附图对本发明进行更详细的说明,该力传感器具有一构造为带有若干传感器的平行四边形测量元件的变形体。然而,所示例子并不是对本发明范围的限制。本发明也可用于其他类型的测力元件。
图1图示了用一安装装置所安装的一力传感器20,其中,该力传感器与传感器28,29以及电路模块24一起构成一模块化测力元件2,该模块化测力元件2可连接至一用于施加力的称重托盘架4以及通过一紧固件3连接至一秤架5;
图2示出了图1所示模块化测力元件2的侧视图;
图3图示了图1所示模块化测力元件2的力传感器20,其带有分别用于连接紧固件3、称重托盘架4以及一金属元件的螺钉36BR,36BL,36F;46BR,46BL,46F;231,该紧固件3连接至一秤架,该金属元件用于保持电路模块;
图4图示了力传感器20的固定部件208,其带有三个用于容纳连接至紧固件3的安装螺钉36BR,36BL,36F的螺纹孔203BR,203BL,203F
图5示出了图1所示模块化测力元件2的正视图,其带有力作用部件206;
图6图示了图1所示模块化测力元件2的俯视图,其带有两个带状连接器22T、22B,电路模块24通过该两个带状连接器连接至若干传感器;
图7示意性地示出了一优选电路模块24的模块化结构,该电路模块通过连接器22T、22T`、22B连接至传感器28TF、28TB、28BF、28BB,并通过另一带状连接器500连接至一处理模块501。
图1和图2图示了一力传感器20,其与传感器28、29一起形成一模块化测力元件,并且其利用根据本发明的一安装装置进行安装。力传感器20通过安装螺钉36BR,36BL,36F连接至一紧固件3,并通过安装螺钉46BR,46BL,46F安装至一称重托盘架4。电路模块24通过两个分离的带状软连接器22T、22B连接至传感器28、29,并且被一角形金属元件23固定,该金属元件通过一螺钉231连接至力传感器20,以确保电路模块24和力传感器20之间的良好热交换。
在图3的一优选实施例中所示的力传感器20具有一变形体207,其设计为一将支承部件208(例如力传感器的设计为相对于一秤架保持在固定状态的部件)连接至力作用部件(在该例子中为秤的负载接受元件206)的平行四边形测量元件。为了去耦变形体207的应力场,力传感器在用于连接至紧固件3和称重托盘架4的部件208和206的边界处具有若干横向沟槽209。在由测量元件形成的虚拟平行四边形联结的角部,部件207具有若干个安装有应变仪28TF、28TB、28BF、28BB的变细材质部位。变细材质部位最大弯曲变形的位置由垂直于平行四边形所在平面而延伸的弯曲轴aTF、aTB、aBF、aBB表示。此外,所需的用于温度补偿的一温度传感器29布置在变形体207的顶面上。
如图3和4中所示,用于一秤架中的力传感器20的固定安装部件208和力传感器的力作用部件206分别设有三个一组的螺纹孔203BR,203BL,203F和204BR,204BL,204F,这些螺纹孔在力的作用方向上延伸并用于容纳安装螺钉36BR,36BL,36F和46BR,46BL,46F。在一垂直横切这些螺纹孔的平面上,这些三个一组的螺纹孔形成若干指向变形体的等腰三角形。这些三角形各自的对称轴600彼此平行并且至少大致限定一第一平面,力传感器20的位移行程与该第一平面平行。而且,这些三角形本身位于至少大致与该第一平面垂直的互相平行平面中。
作为这些安装螺钉的创造性布置的结果,力传感器20中的应力以及应力的长期变化很明显地减小,这两者均对力传感器的工作有着不利的影响。
如果使螺纹孔203BR,203BL,203F之间以及螺纹孔204BR,204BL,204F之间的距离大致相等,则可以得到更进一步的改进。
此外,将等腰三角形底边601两端的螺纹孔203BR,203BL之间以及204BR,204BL之间的距离选定为大致等于这些孔距固定支承部件208连接至紧固件3以及力作用部件206连接至称重托盘架4的接触区域的各自边界处的距离的两倍,则可以得到更有利的应力分布(参见图4)。
如上所述,力传感器20和应变仪28TF、28TB、28BF、28BB(参见图3)是高度敏感的元件,很容易被机械过载损坏。本发明的一优选实施例给出一实现过载保护的简单方式,其限制力传感器20的上下位移行程而不允许力传感器上出现有害的扭矩反作用。
为了实施这种过载安全设备的创造性思路,U形轮廓称重托盘架4具有带有孔44、44`的侧部43、43`。连接至紧固件3的螺栓33、33`有间隙地穿过孔44、44`。螺栓33上的两个螺母34、35以及螺栓33`上的两个螺母34`、35`都是可调的,以使得第一螺母34、34`限制力传感器20的力作用部件206的向下位移,第二螺母35、35`类似地限制向上方向上的位移行程。
从图5中可以看出,基于限制称重托盘架4直接穿过分别由螺母35、35`和34、34`所形成的上、下终端止挡件的过载安装设备可在最小要求空间的情况下实现。这在模块化测力元件2中是特别有利的,因为对于这些类型的测力元件来说,一非常紧凑的设计是优选的。
这种称重托盘架4上的负载力沿着与过载安全设备上的螺栓轴33、33`处于同一平面的一轴线分布的布置防止了在两侧均达到过载终端止挡件之后一与负载有关的分力持续增大以及对力传感器20的潜在损坏影响。因此,过载安全设备完全吸收了与负载相关的力的继续增大。
紧固件3和称重托盘架4优选构造成一U形横截面,并且该U形通道的开口侧朝向力传感器20,从而使得力传感器20被这些由于其U形而具有增强刚度的部件所部分包围。因此,其内部保持有测力元件以及带有可作为一设计选择的过载安全设备的安装装置也能用于具有严格精度要求的小天平。
如图1所示,优选的U形轮廓紧固件的端部从侧面延伸入向外弯曲的翼部38、38`中,该翼部设有用于安装螺钉32的通孔31,螺钉32可旋入秤架5上的支承元件51中。作为螺钉32的替换物,也可以使用其他紧固件,例如夹具、按扣机构或者类似装置。支承元件51优选用绝缘材料制成,以使得测力元件2与秤架5以及布置在秤架中的其它模块(例如一处理模块501)热去耦。
因此,本实施例中的紧固件3同时也用于在力传感器20上提供一可靠的保持,以实现一简单但却很有效的过载安全设备,以及将整个测量设备连接至秤架5,在一些情况下后者可以具有一非常紧凑的体积。此外,这种创造性的布置使得测力元件具有良好的热隔离性能。
图6图示了图1所示模块化测力元件2的俯视图,其具有两个带状连接器22T、22B,借此电路模块24连接至传感器28TF、28TB、28BF、28BB,29。图6还清楚地示出了安装螺钉46BR,46BL,46F的布置情况以及螺栓33、33`的轴与称重托盘的锥形底架41处于同一平面上的布置情况。
图7示意性地示出了一优选电路模块24的模块化结构,该电路模块通过接线条(或端子板)241和连接器22T、22T`、22B连接至应变仪28TF、28TB、28BF、28BB,并通过接线条241和又一带状连接器500连接至一处理模块501。该处理模块又连接至一显示装置502和一接口模块503。处理模块501布置在秤的内部,并与电路模块24分开,以避免该两个模块之间的热耦合。因此,由处理模块501所产生的热对根据本发明的模块化测力元件2没有影响。
电路模块24包括两个转换电路243、244。第一转换电路243将应变仪桥接电路28TF、28TB、28BF、28BB的模拟信号转换成双级脉冲宽度已调信号pwm1,同时第二转换电路244将温度传感器29的模拟信号转换成双级脉冲宽度已调信号pwm2。通过带状连接器500将信号pwm1、pwm2发送至处理模块501,在此利用补偿数据对这些信号进行进一步处理,该补偿数据优选可以从一同样布置于电路模块24上的存储模块245中再调用。
不言而喻,根据本发明的安装装置可以在无需考虑电子测量电路的具体结构以及测力元件的进一步结构的情况下使用。尤其是,该安装装置可用于安装非模块化设计的测力元件以及安装带有不同种类的传感器以得到一良好程度的机械去耦的应用场合。
参考文献:
[1]已公开德国专利申请DE 199 39 633 A1
[2]欧洲专利申请EP 0 670 479 A1
[3]欧洲专利申请EP 0 511 521 A1
[4]U.Tietze,Ch.Schenk,Halbleiterschaltungstechnik,第十一版,第一次重印,Springer Verlag,柏林1999
[5]英国专利说明书GB 1 462 808
[6]已公开德国专利申请DE 199 10 003 A1
[7]已公开德国专利申请DE 198 36 317 A1

Claims (15)

1.一种力传感器(20),包括一必要时可在一第一附着表面处拧紧至一负载接受部件(4)上的力作用部件(206),还包括一可在一第二附着表面处拧接至一紧固件(3)上的支承部件(208),以及还包括一处于该力作用部件和该支承部件之间的核心部件,其在必要时可通过若干沟槽(209)与该力作用部件(206)和该支承部件(208)去耦,并装配有至少一传感器(28,29),其特征在于,至少该支承部件(208)具有三个沿力作用方向延伸并用于容纳安装螺钉(36;46)的螺纹孔(203;204),其中在该附着平面处与这些孔垂直相交的一平面中,这些螺纹孔的中心形成一顶点指向该核心部件的等腰三角形。
2.如权利要求1所述的力传感器(20),其特征在于,该支承部件(208)和该力作用部件(206)分别具有三个沿力作用方向上延伸并用于容纳安装螺钉(36;46)的螺纹孔(203;204),其中在该附着平面处与这些孔垂直相交的一平面中,这些螺纹孔的中心形成其顶点指向该核心部件并且其对称轴(600)与该力作用方向大致彼此平行并共面的等腰三角形。
3.如权利要求1或2所述的力传感器(20),其特征在于,该三个螺纹孔之间的距离至少大致相等。
4.如权利要求1、2或3所述的力传感器(20),其特征在于,形成该等腰三角形的底边(601)的螺纹孔(203BR,203BL)的中心之间的距离大致是从该附着表面的边界至螺纹孔(203BR,203BL)中心的距离的两倍。
5.如权利要求1至4之一所述的力传感器(20),其特征在于,该核心部件在某些情况下包括一构造为一平行四边形测量元件的变形体(207),其引导力作用部件(206)相对于支承部件(208)平行移动,并且至少一传感器(28)为一安装在该变形体(207)的一变形区域上的应变仪。
6.如权利要求1至5之一所述的力传感器(20),其特征在于,一电路模块(24)机械并热耦合至该力传感器,其中该电路模块包括一存储模块(245)以及至少一用于转换由测量传感器(20)的传感器所产生的模拟信号的转换电路(243,244)。
7.一种力传感器(20)的安装装置,其中该力传感器具有一力作用部件(206)、一支承部件(208)、以及一位于该力作用部件和该支承部件之间并带有至少一传感器(28;29)的核心部件,特别是根据权利要求1至5之一所述,其带有一通过一第一附着表面连接至该力作用部件(206)的负载接受部件(4),以及带有一通过一第二附着表面连接至该支承部件(208)的紧固件(3),其特征在于,紧固件(3)具有一其U形轮廓的开口侧朝向力传感器(20)的U形横截面,紧固件(3)从力传感器(20)的第二附着表面向着力作用部件(206)且跨过核心部件的中心延伸,以及在该紧固件(3)上提供有用于固定该紧固件(3)的部件(31;32,51)。
8.如权利要求7所述的安装装置,其特征在于,该部件(31;32,51)具有极低的导热性。
9.如权利要求7或8所述的安装装置,其特征在于,紧固件(3)具有若干构造为纵向侧凸缘的翼部(38),这些侧凸缘被用于固定紧固件(3)的部件(31;32,51)夹持。
10.如权利要求7至9之一所述的安装装置,其特征在于,负载接受部件(4)具有一其U形轮廓的开口侧朝向力传感器(20)的U形横截面,并且负载接受部件(4)从力传感器(20)的第一附着表面向着力作用部件(206)延伸到紧固件(3)的区域上,负载接受部件(4)包括至少一与该紧固件(3)协作以形成一终端止挡件的设备(33,34,35;33`,34`,35`),该终端止挡件用于限制负载接受部件(4)相对于紧固件(3)的位移行程。
11.如权利要求10所述的安装装置,其特征在于,该负载接受部件(4)具有若干个构造为纵向侧凸缘的侧部(43,43`),其中至少一侧部具有一孔(44,44`),一与紧固件(3)相连的螺栓(33,33`)有间隙地通过该孔,并且该螺栓(33,33`)设有一第一和/或第二螺母(34,34`,35,35`),这些螺母可以这样的方式调节,以使得力传感器(20)的力作用部件(206)的位移行程在向下方向上由第一螺母(34,34`)所限定和/或在向上方向上由第二螺母(35,35`)所限定。
12.如权利要求11所述的安装装置,其特征在于,该负载接受部件(4)优选以相同的距离在每一侧具有侧部(43,44),且每个侧部具有一孔(44,44`),一与紧固件(3)相连的螺栓(33,33`)有间隙地通过该孔,并且每个螺栓(33,33`)设有两个螺母(34,34`,35,35`),这些螺母可以这样的方式调节,以使得该两个侧部在向下方向上同时由每侧的一螺母(34,34`)所阻止并且在向上方向上同时由每侧的另一螺母(35,35`)所阻止。
13.如权利要求11或12所述的安装装置,其特征在于,作用在负载作用部件(4)上的力的作用线与螺栓(33,33`)的轴线处于一平面上,该平面优选与力传感器(20)的纵向正交。
14.具有如权利要求7至13之一所述安装装置的秤。
15.具有如权利要求1至6之一所述的力传感器((20)的如权利要求14所述的称量秤。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478317A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 梅特勒-托利多(常州)测量技术有限公司 一种具有限位模块的平台秤
CN110093952A (zh) * 2019-05-08 2019-08-06 浙江省水利河口研究院 一种高应变传感器的辅助安装装置
CN110646077A (zh) * 2019-10-29 2020-01-03 安徽恒远电子称重设备有限公司 一种防爆汽车衡承重面板的抗压测试装置及其使用方法
CN110849450A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 上海寺冈电子有限公司 称重传感器及包括其的称重秤
CN114846305A (zh) * 2019-12-19 2022-08-02 L.C.有限责任公司 用于金属筒仓的负荷传感器
CN114846313A (zh) * 2019-12-23 2022-08-02 纽拉机器人有限责任公司 用于测量长度变化的装置
CN116989876A (zh) * 2023-07-27 2023-11-03 中山精量衡器制造有限公司 具有过载保护功能的称重装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE301827T1 (de) * 2002-03-18 2005-08-15 Mettler Toledo Gmbh Kraftaufnehemer, kraftaufnehmer mit einer montagevorrichtung und waage.
EP1530035B1 (de) 2003-11-06 2008-12-31 Mettler-Toledo AG Kraftmesszelle mit Befestigungsentkopplung durch vorstehende Flächen und kurze Einschnitte
JP4829305B2 (ja) * 2005-10-12 2011-12-07 ヴィポテック ヴィーゲ−ウント ポジティオニエルシステーメ ゲーエムベーハー 受け固定具のついた秤量セル
ATE538366T1 (de) * 2005-11-15 2012-01-15 Mettler Toledo Ag Verfahren zur überwachung und/oder zur bestimmung des zustandes einer kraftmessvorrichtung und kraftmessvorrichtung
US7371978B2 (en) * 2006-07-07 2008-05-13 Mettler-Toledo Ag Thermally insulated weighing module
EP1898192A1 (de) * 2006-09-06 2008-03-12 Mettler-Toledo AG Wägevorrichtung
DE102007014711A1 (de) * 2007-03-23 2008-09-25 Mettler-Toledo Ag Verfahren zur Überwachung und/oder Bestimmung des Zustandes einer Kraftmessvorrichtung und Kraftmessvorrichtung
US8561482B2 (en) * 2009-03-19 2013-10-22 S.C.A.I.M.E. S.A. Sealed sensor with strain gauges
JP2012117909A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Teraoka Seiko Co Ltd 複合ロードセル秤
DE202012002791U1 (de) 2012-03-20 2013-06-24 Witzenmann Gmbh Anschlussvorrichtung für einen ringgewellten Metallschlauch
US9709436B2 (en) 2013-03-15 2017-07-18 Illinois Tool Works Inc. Load cell that is symmetrical about a central vertical axis
US9400207B2 (en) * 2013-03-15 2016-07-26 Illinois Tool Works Inc. Sensor mounting bracket
US9534732B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-03 Illinois Tool Works Inc. Sensor mounting bracket
CN103308234B (zh) * 2013-05-14 2015-01-14 同济大学 一种内力测量传感器
DE102014101563A1 (de) * 2013-11-08 2015-05-13 Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co. Kg Präzisionswaage oder Massekomparator mit Modul zur Messunsicherheitsbestimmung
WO2017009212A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Mettler-Toledo Gmbh Load cell having an overload protection
CN106813816B (zh) * 2015-11-28 2020-07-10 陈剑 载荷平衡测量
DE102016111729A1 (de) * 2016-06-27 2017-12-28 Bizerba SE & Co. KG Wägezelle
US10018497B2 (en) * 2016-09-26 2018-07-10 Dongguan Meiermei Traveling Appliance Co., Ltd. Trolley case capable of displaying weight in a static state consisting of a weighing transducer affixed to the caster
CN107389161A (zh) * 2017-08-11 2017-11-24 苏州妙文信息科技有限公司 一种智能数字称重传感器
DE102019107131A1 (de) * 2019-03-20 2020-09-24 Minebea Intec Aachen GmbH & Co. KG Wägeaufnehmeranschraubung
CN112629813B (zh) * 2021-03-11 2021-06-04 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种风洞天平载荷校准加载头
CN113063482A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司 高空作业平台称重传感器的零漂检测方法和系统

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1462808A (en) 1974-08-14 1977-01-26 Avery Ltd W T Processing of weight information
US4143727A (en) * 1977-03-30 1979-03-13 Revere Corporation Of America Leverless scale sensor
US4208905A (en) * 1978-09-22 1980-06-24 Bofors America, Inc. Miniature load beams
FR2502328A1 (fr) * 1981-03-17 1982-09-24 Rms Ingenierie Financiere Dispositif capteur de force pour appareil de mesure
GB2110392A (en) * 1981-11-24 1983-06-15 Berkel Patent Nv Overload protection device
US4454770A (en) * 1981-12-24 1984-06-19 Kistler-Morse Corporation Torque-insensitive load cell
US4488611A (en) * 1982-08-23 1984-12-18 Revere Corporation Of America Load cell
JPS5984120A (ja) * 1982-11-06 1984-05-15 Hitachi Koki Co Ltd 重量検出器の保護装置
US4501160A (en) * 1983-03-31 1985-02-26 Johnson Michael K Force transducer
JPS6151532A (ja) * 1984-08-21 1986-03-14 Tokyo Electric Co Ltd ロ−ドセル
JPS61129532A (ja) * 1984-11-29 1986-06-17 Tokyo Electric Co Ltd ロ−ドセル秤
US4653599A (en) * 1985-06-07 1987-03-31 Johnson Michael K Load cells with overload protection and moment adjustment means
US4606421A (en) * 1985-08-09 1986-08-19 Hobart Corporation Shift-error adjustment for load cell support
US5076375A (en) * 1987-11-30 1991-12-31 Mettler-Toledo, Inc. Load cell
US4815547A (en) * 1987-11-30 1989-03-28 Toledo Scale Corporation Load cell
CN2068675U (zh) * 1989-08-30 1991-01-02 朱觉锦 抗过荷称重传感器
CH682108A5 (zh) * 1991-04-30 1993-07-15 Mettler Toledo Ag
US5220971A (en) * 1991-09-24 1993-06-22 Sensortronics Shear beam, single-point load cell
US5756943A (en) * 1991-12-27 1998-05-26 Ishida Co., Ltd. Load cell
US5623128A (en) 1994-03-01 1997-04-22 Mettler-Toledo, Inc. Load cell with modular calibration components
CN2205000Y (zh) * 1994-06-16 1995-08-09 杨森平 带有过载保护结构的称重传感器
US5929390A (en) 1994-09-14 1999-07-27 Ishida Co., Ltd. Load cell weighing apparatus using the same
US5841077A (en) * 1995-12-01 1998-11-24 Kolaci; Rudolph J. Digital load cell assembly
SE9601014L (sv) * 1996-03-18 1997-09-15 Nobel Elektronik Ab Lastcell av skjuvkrafttyp
DE29622189U1 (de) * 1996-12-20 1997-03-06 MOBA-electronic Gesellschaft für Mobil-Automation mbH, 65604 Elz Aufbauwaage
DE19836317C2 (de) 1998-08-11 2002-12-12 Mettler Toledo Gmbh Waage mit gekapseltem Gehäuse
DE19910003A1 (de) 1999-03-08 2000-09-14 Hbm Waegetechnik Gmbh Überlastsicherung für Aufnehmer mit Dehnungsmeßstreifen
JP3832998B2 (ja) * 1999-03-30 2006-10-11 富士通株式会社 光学式情報記録再生装置
US6225576B1 (en) * 1999-04-20 2001-05-01 Cts Corporation Shear beam load cell
DE19939633C2 (de) * 1999-08-20 2002-06-20 Hbm Waegetechnik Gmbh Kraftaufnehmer mit verbesserter Hysterese
US6313415B1 (en) 1999-12-30 2001-11-06 Pitney Bowes Inc. Pulse width modulated weighing platform
JP2001343294A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Ishida Co Ltd ロードセル及び秤
US6363798B1 (en) * 2000-07-24 2002-04-02 Norm Gitis Method and device for measuring forces
DK1319931T3 (da) * 2001-12-15 2005-12-27 S C A I M E S A Målesensor
ATE301827T1 (de) * 2002-03-18 2005-08-15 Mettler Toledo Gmbh Kraftaufnehemer, kraftaufnehmer mit einer montagevorrichtung und waage.
JP3669347B2 (ja) * 2002-06-10 2005-07-06 ブラザー工業株式会社 画像形成装置および熱定着装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478317A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 梅特勒-托利多(常州)测量技术有限公司 一种具有限位模块的平台秤
CN107478317B (zh) * 2016-06-07 2023-09-15 梅特勒-托利多(常州)测量技术有限公司 一种具有限位模块的平台秤
CN110849450A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 上海寺冈电子有限公司 称重传感器及包括其的称重秤
US11933662B2 (en) 2018-08-21 2024-03-19 Shanghai Teroako Electronic Co., Ltd. Load cell scale for weighing with overload protection
CN110093952A (zh) * 2019-05-08 2019-08-06 浙江省水利河口研究院 一种高应变传感器的辅助安装装置
CN110646077A (zh) * 2019-10-29 2020-01-03 安徽恒远电子称重设备有限公司 一种防爆汽车衡承重面板的抗压测试装置及其使用方法
CN114846305A (zh) * 2019-12-19 2022-08-02 L.C.有限责任公司 用于金属筒仓的负荷传感器
CN114846313A (zh) * 2019-12-23 2022-08-02 纽拉机器人有限责任公司 用于测量长度变化的装置
CN116989876A (zh) * 2023-07-27 2023-11-03 中山精量衡器制造有限公司 具有过载保护功能的称重装置

Also Published As

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AU2003219151A8 (en) 2003-09-29
WO2003078938A2 (de) 2003-09-25

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Assignor: Mettler-Toledo AG

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Denomination of invention: Force transducer, mounting arrangement for a force transducer, and weighing scale

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