CN1776385A - 六维力传感器集成应变计 - Google Patents
六维力传感器集成应变计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1776385A CN1776385A CN 200510127308 CN200510127308A CN1776385A CN 1776385 A CN1776385 A CN 1776385A CN 200510127308 CN200510127308 CN 200510127308 CN 200510127308 A CN200510127308 A CN 200510127308A CN 1776385 A CN1776385 A CN 1776385A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensitive grid
- half bridge
- measurement circuit
- bridge measurement
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
六维力传感器集成应变计，它涉及一种多维力传感器应变计。本发明解决了已有多维力传感器，需要将每片应变片一一粘贴在圆柱形弹性体上，存在粘贴繁琐、应变一致性及粘贴精度难以保证、引线数量多问题。它包括基底(7)和固定在基底(7)上的应变片(24)；应变片(24)由三组90°模式双栅和三组剪切模式双栅并列交替排列组成，每组90°模式双栅和每组剪切模式双栅分别构成一个半桥测量电路，每个半桥测量电路分别具有一个信号输出端，每个半桥测量电路的正极端之间彼此连接后与电源(22)相连接，每个半桥测量电路的负极端之间彼此连接后接地(23)。本发明具有粘贴方便、测量精度高、引出线少的优点，可一次粘贴在圆柱形弹性体上。
Description
技术领域
本发明涉及一种多维力传感器应变计，具体涉及一种六维力传感器集成应变计。
背景技术
多维力传感器一般采用结构复杂、加工困难的复合式结构。通常弹性应变区域分布于弹性体的不同平面、不同区域，因而需要粘贴数目不等的多片应变计，并且每片应变计都需要引出若干条导线，这样就存在以下几方面问题：1、多维力传感器弹性体结构复杂，加工困难，应变一致性难以保证；2、应变计粘贴数量多，粘贴工作繁重，粘贴质量及粘贴位置精度难以保证；3、应变计引出导线数量多，其连接质量及可靠性难以保证，以六维力传感器为例，电桥信号解耦要求至少要有六路电桥，若每路电桥都为半桥，则至少需要粘贴六片应变计，每片应变计至少要引出三条导线，其应变计粘贴的工作量和导线引出的工作量都比较大(如专利号为ZL00236964.8，应变计分布于弹性体的不同表面，共粘贴十片应变计)。
发明内容
本发明的目的是为解决已有的多维力传感器，在使用时需要将每片应变片一一粘贴在圆柱形弹性体上，因而存在粘贴繁琐、应变一致性和粘贴精度难以保证、引出导线数量多问题而提供的一种六维力传感器集成应变计。它包括片状的基底7和固定在片状的基底7上表面的应变片24；所述的应变片24由三组90°模式双栅和三组剪切模式双栅并列放置交替排列组成，每组90°模式双栅和每组剪切模式双栅分别构成一个半桥测量电路，三组90°模式双栅分别构成第一半桥测量电路、第三半桥测量电路及第五半桥测量电路，三组剪切模式双栅分别构成第二半桥测量电路、第四半桥测量电路和第六半桥测量电路，第一半桥测量电路中的第一水平敏感栅8与第一垂直敏感栅9串联后的接头为第一信号输出端1，第二半桥测量电路中的第一45°敏感栅10与第二45°敏感栅11串联后的接头为第二信号输出端2，第三半桥测量电路中的第二水平敏感栅12与第二垂直敏感栅13串联后的接头为第三信号输出端3，第四半桥测量电路中的第三45°敏感栅14与第四45°敏感栅15串联后的接头为第四信号输出端4，第五半桥测量电路中的第三水平敏感栅16与第三垂直敏感栅17串联后的接头为第五信号输出端5，第六半桥测量电路中的第五45°敏感栅18与第六45°敏感栅19串联后的接头为第六信号输出端6，第一垂直敏感栅9的正极端分别与第二45°敏感栅11的正极端、第二垂直敏感栅13的正极端、第四45°敏感栅15的正极端、第三垂直敏感栅17的正极端及第六45°敏感栅19的正极端连接后与电源22相连接，第一水平敏感栅8的负极端分别与第一45°敏感栅10的负极端、第二水平敏感栅12的负极端、第三45°敏感栅14的负极端、第三水平敏感栅16的负极端及第五45°敏感栅18的负极端连接后接地23。
本发明具有以下有益效果：一、本发明提供的是一种集成式应变计，通过一次粘贴于某特定直径的圆柱形力传感器的弹性体表面，围绕圆柱形弹性体表面一周组成六维力传感器，该应变计可满足对空间结构紧凑及应变计粘贴位置要求精度高的要求。二、每组90°模式双栅和每组剪切模式双栅各组成一个半桥测量电路，总计共组成六个半桥测量电路，并采用并列交错的排列方式，这样不仅可大大减小应变计的整体尺寸，还可减少应变计的粘贴工作量，从而确保了应变计的粘贴位置精度和应变一致性，保证了粘贴质量。三、该应变计不同于传统的应变计仅限于在同一平面或近似平面上的应用，此应变计需要粘贴在圆柱形弹性体表面上，粘贴后，应变计的两个边首尾相接刚好围在圆柱形弹性体表面，并可同时测量三维力和三维力矩。四、本发明可将原有的六维力传感器引出线的数量由18条(从电桥信号解耦要求至少要有6路电桥，若每路电桥都为半桥，则至少需要粘贴6片应变计，每片应变计至少要引出3条导线)减少至8条(即6个信号输出端、1个共用电源端，1个共用接地端)，大大减少了引出导线的数量。五、本发明具有结构简单、粘贴方便、测量精度高、引出导线数量少的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是六个半桥测量电路之间的连接图，图3是将本发明的应变计粘贴在圆柱形弹性体21表面的结构图，图4是圆柱形弹性体21的主视图，图5是图4的俯视图。
具体实施方式一：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由片状的基底7和固定在片状的基底7上表面的应变片24组成；所述的应变片24由三组90°模式双栅和三组剪切模式双栅并列放置交替排列组成，每组90°模式双栅和每组剪切模式双栅分别构成一个半桥测量电路，三组90°模式双栅分别构成第一半桥测量电路、第三半桥测量电路及第五半桥测量电路，三组剪切模式双栅分别构成第二半桥测量电路、第四半桥测量电路和第六半桥测量电路，第一半桥测量电路中的第一水平敏感栅8与第一垂直敏感栅9串联后的接头为第一信号输出端1，第二半桥测量电路中的第一45°敏感栅10与第二45°敏感栅11串联后的接头为第二信号输出端2，第三半桥测量电路中的第二水平敏感栅12与第二垂直敏感栅13串联后的接头为第三信号输出端3，第四半桥测量电路中的第三45°敏感栅14与第四45°敏感栅15串联后的接头为第四信号输出端4，第五半桥测量电路中的第三水平敏感栅16与第三垂直敏感栅17串联后的接头为第五信号输出端5，第六半桥测量电路中的第五45°敏感栅18与第六45°敏感栅19串联后的接头为第六信号输出端6，第一垂直敏感栅9的正极端分别与第二45°敏感栅11的正极端、第二垂直敏感栅13的正极端、第四45°敏感栅15的正极端、第三垂直敏感栅17的正极端及第六45°敏感栅19的正极端连接后与电源22相连接，第一水平敏感栅8的负极端分别与第一45°敏感栅10的负极端、第二水平敏感栅12的负极端、第三45°敏感栅14的负极端、第三水平敏感栅16的负极端及第五45°敏感栅18的负极端连接后接地23；所述的第一半桥测量电路由第一水平敏感栅8和第一垂直敏感栅9组成；所述的第二半桥测量电路由第一45°敏感栅10和第二45°敏感栅11组成；所述的第三半桥测量电路由第二水平敏感栅12和第二垂直敏感栅13组成；所述的第四半桥测量电路由第三45°敏感栅14和第四45°敏感栅15组成；所述的第五半桥测量电路由第三水平敏感栅16和第三垂直敏感栅17组成；所述的第六半桥测量电路由第五45°敏感栅18和第六45°敏感栅19组成；所述的90°模式双栅和剪切模式双栅分别采用金属箔材料制成。可分别测量X向、Y向及Z向的力和力矩。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式还增加有标记部件20；所述的标记部件20分别固定在片状的基底7的上表面的四个顶角上；所述的标记部件20为直角形状。利用标记部件20作为粘贴应变片24的基准，在粘贴应变片24时，可保证应变片24粘贴位置一致。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3、图4、图5说明本实施方式，本实施方式的应变计的整体尺寸(长×宽)为12.57×6mm，粘贴在直径Φ为4mm、高H为6mm的圆柱形弹性体21的敏感区域，刚好一周，每个敏感栅的电阻值为375Ω。
Claims (10)
1、一种六维力传感器集成应变计，它包括片状的基底(7)和固定在片状的基底(7)上表面的应变片(24)；其特征在于所述的应变片(24)由三组90°模式双栅和三组剪切模式双栅并列放置交替排列组成，每组90°模式双栅和每组剪切模式双栅分别构成一个半桥测量电路，三组90°模式双栅分别构成第一半桥测量电路、第三半桥测量电路及第五半桥测量电路，三组剪切模式双栅分别构成第二半桥测量电路、第四半桥测量电路和第六半桥测量电路，第一半桥测量电路中的第一水平敏感栅(8)与第一垂直敏感栅(9)串联后的接头为第一信号输出端(1)，第二半桥测量电路中的第一45°敏感栅(10)与第二45°敏感栅(11)串联后的接头为第二信号输出端(2)，第三半桥测量电路中的第二水平敏感栅(12)与第二垂直敏感栅(13)串联后的接头为第三信号输出端(3)，第四半桥测量电路中的第三45°敏感栅(14)与第四45°敏感栅(15)串联后的接头为第四信号输出端(4)，第五半桥测量电路中的第三水平敏感栅(16)与第三垂直敏感栅(17)串联后的接头为第五信号输出端(5)，第六半桥测量电路中的第五45°敏感栅(18)与第六45°敏感栅(19)串联后的接头为第六信号输出端(6)，第一垂直敏感栅(9)的正极端分别与第二45°敏感栅(11)的正极端、第二垂直敏感栅(13)的正极端、第四45°敏感栅(15)的正极端、第三垂直敏感栅(17)的正极端及第六45°敏感栅(19)的正极端连接后与电源(22)相连接，第一水平敏感栅(8)的负极端分别与第一45°敏感栅(10)的负极端、第二水平敏感栅(12)的负极端、第三45°敏感栅(14)的负极端、第三水平敏感栅(16)的负极端及第五45°敏感栅(18)的负极端连接后接地(23)。
2、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第一半桥测量电路由第一水平敏感栅(8)和第一垂直敏感栅(9)组成。
3、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第二半桥测量电路由第一45°敏感栅(10)和第二45°敏感栅(11)组成。
4、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第三半桥测量电路由第二水平敏感栅(12)和第二垂直敏感栅(13)组成。
5、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第四半桥测量电路由第三45°敏感栅(14)和第四45°敏感栅(15)组成。
6、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第五半桥测量电路由第三水平敏感栅(16)和第三垂直敏感栅(17)组成。
7、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的第六半桥测量电路由第五45°敏感栅(18)和第六45°敏感栅(19)组成。
8、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的90°模式双栅和剪切模式双栅分别采用金属箔材料制成。
9、根据权利要求1所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于它还包括标记部件(20)；所述的标记部件(20)分别固定在片状的基底(7)的上表面的四个顶角上。
10、根据权利要求9所述的六维力传感器集成应变计，其特征在于所述的标记部件(20)为直角形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101273083A CN100351622C (zh) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | 六维力传感器集成应变计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101273083A CN100351622C (zh) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | 六维力传感器集成应变计 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1776385A true CN1776385A (zh) | 2006-05-24 |
| CN100351622C CN100351622C (zh) | 2007-11-28 |
Family
ID=36766020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005101273083A Expired - Fee Related CN100351622C (zh) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | 六维力传感器集成应变计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100351622C (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589765A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-07-18 | 南宁宇立汽车安全技术研发有限公司 | 多维力传感器 |
| CN103728067A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-16 | 济南金钟电子衡器股份有限公司 | 一种应力分析用电阻应变计 |
| CN103822748A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 吉林大学 | 悬架k&c试验台六分力传感器 |
| CN104931164A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性拉力传感器 |
| CN105241371A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-13 | 上海应用技术学院 | 电阻应变片 |
| CN105628263A (zh) * | 2016-01-01 | 2016-06-01 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种压敏传感器阵列的信号处理电路及方法 |
| DE102016114193A1 (de) | 2016-08-01 | 2018-02-01 | Nuton GmbH | Kraftmesseinrichtung zur mehrachsigen Erfassung einwirkender Kräfte und Momente |
| WO2018024519A1 (de) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | Nuton GmbH | Ein- oder mehrachsige kraftmesseinrichtung mit kurzer verformungszone |
| WO2018228290A1 (zh) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| CN112824843A (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-21 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 一种应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| CN112833770A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-05-25 | 中航电测仪器股份有限公司 | 一种复式全桥应变计 |
| RU2799025C1 (ru) * | 2019-11-21 | 2023-06-30 | Шанхай Майкропорт Еп Медтек Ко., Лтд. | Тензометрический датчик, датчик усилия и оперативный медицинский катетер |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0175912A1 (de) * | 1984-08-24 | 1986-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Mehrkomponentenkraft- und -momentenmesszelle mit Dehnungsmessstreifen |
| DE3636252A1 (de) * | 1986-10-24 | 1988-05-05 | Siegfried Heck | Teilbarer spannkopf mit integriertem dms-kraftaufnehmer zum spannen von zugproben |
| JPH05215627A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Kazuhiro Okada | 多次元方向に関する力・加速度・磁気の検出装置 |
| CN2421630Y (zh) * | 2000-06-02 | 2001-02-28 | 哈尔滨工业大学 | 多维力传感器 |
-
2005
- 2005-12-06 CN CNB2005101273083A patent/CN100351622C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589765B (zh) * | 2012-03-19 | 2014-07-23 | 南宁宇立汽车安全技术研发有限公司 | 多维力传感器 |
| CN102589765A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-07-18 | 南宁宇立汽车安全技术研发有限公司 | 多维力传感器 |
| CN103728067A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-16 | 济南金钟电子衡器股份有限公司 | 一种应力分析用电阻应变计 |
| CN103728067B (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-22 | 济南金钟电子衡器股份有限公司 | 一种应力分析用电阻应变计 |
| CN103822748A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 吉林大学 | 悬架k&c试验台六分力传感器 |
| CN103822748B (zh) * | 2014-02-18 | 2016-05-04 | 吉林大学 | 悬架k＆c试验台六分力传感器 |
| CN104931164B (zh) * | 2014-03-20 | 2018-03-20 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性拉力传感器 |
| CN104931164A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性拉力传感器 |
| CN105241371A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-13 | 上海应用技术学院 | 电阻应变片 |
| CN105628263A (zh) * | 2016-01-01 | 2016-06-01 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种压敏传感器阵列的信号处理电路及方法 |
| DE102016114193B4 (de) | 2016-08-01 | 2019-08-14 | Nuton GmbH | Kraftmesseinrichtung zur mehrachsigen Erfassung einwirkender Kräfte und Momente |
| WO2018024519A1 (de) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | Nuton GmbH | Ein- oder mehrachsige kraftmesseinrichtung mit kurzer verformungszone |
| WO2018024521A1 (de) | 2016-08-01 | 2018-02-08 | Nuton GmbH | Kraftmesseinrichtung zur mehrachsigen erfassung einwirkender kräfte und momente |
| DE102016114193A1 (de) | 2016-08-01 | 2018-02-01 | Nuton GmbH | Kraftmesseinrichtung zur mehrachsigen Erfassung einwirkender Kräfte und Momente |
| EP3640578A4 (en) * | 2017-06-15 | 2020-06-17 | Shanghai Microport Ep Medtech Co., Ltd. | STRESS GAUGE, PRESSURE SENSOR AND MEDICAL INTERVENTION CATHETER |
| CN109141697A (zh) * | 2017-06-15 | 2019-01-04 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| CN109141697B (zh) * | 2017-06-15 | 2020-04-10 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| WO2018228290A1 (zh) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| US11596493B2 (en) | 2017-06-15 | 2023-03-07 | Shanghai Microport Ep Medtech Co., Ltd. | Strain gauge, pressure sensor, and interventional medical catheter |
| CN112824843A (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-21 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 一种应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| WO2021098351A1 (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 上海微创电生理医疗科技股份有限公司 | 一种应变片、压力传感器以及介入医疗导管 |
| RU2799025C1 (ru) * | 2019-11-21 | 2023-06-30 | Шанхай Майкропорт Еп Медтек Ко., Лтд. | Тензометрический датчик, датчик усилия и оперативный медицинский катетер |
| US12025436B2 (en) | 2019-11-21 | 2024-07-02 | Shanghai Microport Ep Medtech Co., Ltd. | Strain gauge, force sensor and interventional medical catheter |
| CN112833770A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-05-25 | 中航电测仪器股份有限公司 | 一种复式全桥应变计 |
| CN112833770B (zh) * | 2021-02-26 | 2022-12-13 | 中航电测仪器股份有限公司 | 一种复式全桥应变计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100351622C (zh) | 2007-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100351622C (zh) | 六维力传感器集成应变计 | |
| CN100458388C (zh) | 二维小量程力传感器 | |
| CN209043232U (zh) | 一种用于扭矩传感器的集成箔式电阻应变计 | |
| CN103292939B (zh) | 轮辐与中心销柱组合式三维力传感器 | |
| CN103940544A (zh) | 双十字梁组合式指关节六维力传感器 | |
| CN106124113A (zh) | 一种新型六维力和力矩传感器 | |
| CN206627234U (zh) | 薄膜扭矩传感器 | |
| CN106768523A (zh) | 一种压力机吨位测量方法及其装置 | |
| CN102519653A (zh) | 一种弹簧管应变片组合式数字压力表 | |
| CN104677543A (zh) | 采用6组测力敏感单元的压电式六维力/力矩传感器 | |
| CN105841857B (zh) | 一种并联式五维力传感器 | |
| CN206756350U (zh) | 薄膜应变式扭矩传感器 | |
| CN203241182U (zh) | 轮辐与中心销柱组合式三维力传感器 | |
| CN206618526U (zh) | 高性能应变合金薄膜扭矩传感器 | |
| CN102175137A (zh) | 测量构件微小变形的引伸计 | |
| CN204758191U (zh) | 一种接触式平行板三维力压力传感器 | |
| CN203519229U (zh) | 一种石英压电式六维力检测装置 | |
| CN103293355A (zh) | 一种电压测量电路 | |
| CN208721292U (zh) | 一种基于三梁式六分量力矩传感器的敏感元件 | |
| CN102455229A (zh) | 高精度传感器 | |
| CN102506691A (zh) | 一种具有温度补偿功能的水泥基智能复合材料应变传感器 | |
| CN105865321B (zh) | 可测量偏置敏感栅外侧轴向偏导的轴向偏差三敏感栅叉指金属应变片 | |
| CN208171398U (zh) | 单面粘贴电阻应变计的单点式称重传感器 | |
| CN208282985U (zh) | 一种力分布测量装置 | |
| CN204924166U (zh) | 可测量表面应变横向偏导的横向偏差双敏感栅叉指型金属应变片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |