CN207487869U - 一种宽量程力传感器组合机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽量程力传感器组合机构，应用于对各种不同量程的力传感器组合，扩大量程范围，属于力值计量领域，本实用新型采用两只或两只以上力传感器的组合，使传统的10%～100%量程的力传感器量程扩大到1%～100%量程或更高，一台力传感器的组合完成多台力传感器的功能，大大降低用户的生产成本，现有实验室要具备10个规格的力传感器，本实用新型则采用2台力传感器的组合即可。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种宽量程力传感器组合机构，应用于对各种不同量程的力传感器组合，扩大量程范围，属于力值计量领域。
背景技术：
当力传感器用于测力设备时，受限于力传感器的测量范围(通常为满量程的10%-100%)，设备量程也只能与力传感器的量程对应，超过力传感器测量范围需更换不同的力传感器，而更换设备的力传感器将增加制造成本和人力成本，且影响设备精度。
如一个实验室需要100kN、200kN、300kN、400kN、500kN、600kN、700kN、800kN 、900kN 、1000kN标准测力仪的检测能力,按标准测力仪的检定规程需要按10点检测（10%-100%均布10点），且检测时需要连续检测，由于应用于检测设备的单个标准力传感器量程范围也为10%-100%，为满足需要至少配置100kN、200kN、300kN、400kN、500kN、600kN、700kN、800kN 、900kN 、1000kN等10个规格的标准力传感器。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种量程范围很大，生产成本低的力传感器组合机构。
本实用新型为实现上述目的采取的技术方案如下：
一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：包括：大量程力传感器、传感器连接板、小量程力传感器、限位座、力值限止器，大量程力传感器与传感器连接板的上端面相连，传感器连接板的下端面与小量程力传感器的上端面相连，小量程力传感器的底面与力值限止器的上端面相连，力值限止器的下端面与限位座相连。
进一步的设置在于：
当力传感器组合机构的受力不大于设定力值时，传感器连接板与限位座不接触，当力传感器组合机构受力大于设定力值时，传感器连接板与限位座接触。
力传感器的配置原则为：大量程力传感器的量程下限不大于小量程力传感器的量程上限，设定力值为小量程力传感器的量程上限。
传感器连接板和限位座应保持足够的刚性，在传感器连接板与限位座接触后能保持受力相对恒定。
初始状态下，传感器连接板与限位座保持一定的间隙H，该间隙H为小量程力传感器量程上限值时力值限止器的变形量。
力值限止器是一种受力与形变相关的机构，当其受到设定的力值时，变形量等于初始状态下传感器连接板与限位座的外侧保持的间隙H。
所述力值限止器采用弹簧结构、气缸结构、油缸结构的任意一种。
所述的大、小量程传感器为单一传感器或多个传感器组合。
所述力值限止器采用气缸结构，包括：气缸活塞、气缸体、单向阀、充气机构，气缸活塞、缸体组成一个密封的腔体，腔体内充入有隋性气体。
力值限止器采用采用油缸结构，包括：活塞、油缸、蓄能器、单向阀、补油机构，活塞和油缸组成一个密封的腔体，油缸与蓄能器并联后与单向阀的出油口连接，单向阀的进油口与补油机构的出油口连接，补油机构通过单向阀向蓄能器充油并达到设定的充油压力，通过蓄能器使活塞、油缸间保持恒定的压力。
本实用新型的工作原理如下：
当力传感器组合机构受力不大于设定力值时（小量程力传感器的量程上限），传感器连接板与限位座不接触，大量程力传感器受到的力F等于小量程力传感器的受力F1，此时力传感器组合机构受力以小量程力传感器的输出为准；当力传感器组合机构受力大于设定力值时（小量程力传感器的量程上限），传感器连接板与限位座接触，产生对限位座的作用力F2，由于机械限止，此时F1保持相对恒定，F1的大小不大于小量程力传感器的满量程力值，超过F1的力由限位座承受，此时力传感器组合机构受力以大量程力传感器的输出为准。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型采用两只或两只以上力传感器的组合，使传统的10%～100%量程的力传感器量程扩大到1%～100%量程或更高，一台力传感器的组合完成多台力传感器的功能，大大降低用户的生产成本。如前述的实验室要具备10个规格的力传感器，采用本实用新型则采用2台力传感器的组合即可。
2、本实用新型结构简单，生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制造。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明：
图1本实用新型力传感器组合机构的结构示意图（小量程工作状态）；
图2本实用新型力传感器组合机构的另一工作示意图（大量程工作状态）；
图3实用新型采用弹簧结构实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
图4实用新型采用弹簧结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）；
图5本实用新型采用气缸结构实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
图6本实用新型采用气缸结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）；
图7本实用新型采用油缸结构实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
图8本实用新型采用油缸结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）。
图中标号：大量程传感器1，传感器连接板2，小量程传感器3，限位座4，力值限止器5，气缸活塞5.11,气缸体5.12，单向阀5.13,充气机构5.14，活塞5.1，油缸5.2，蓄能器5.3，单向阀5.4，补油机构5.5。
具体实施方式：
如图1-2所示，本实用新型的一种宽量程力传感器组合机构，包括：大量程力传感器1、传感器连接板2、小量程力传感器3、限位座4、力值限止器5，大量程力传感器1与传感器连接板2的上端面相连，传感器连接板2的下端面与小量程力传感器3的上端面与相连，小量程力传感器3的底面与力值限止器5的上端面相连，力值限止器5的下端面与限位座4的下部相连。
当力传感器组合机构的受力不大于设定力值（小量程力传感器3的量程上限）时，传感器连接板2与限位座4不接触，大量程力传感器1受到的力F等于小量程力传感器3的受力F1，此时力传感器组合机构受力以小量程力传感器3的输出为准；当力传感器组合机构受力大于设定力值（小量程力传感器3的量程上限）时，传感器连接板2与限位座4接触，产生对限位座4的作用力F2，由于机械限止，此时F1保持相对恒定，F1的大小不大于小量程力传感器3的满量程力值，超过F1的力由限位座4承受，此时力传感器组合机构受力以大量程力传感器1的输出为准。
力传感器的配置原则为：大量程力传感器1的量程下限不大于小量程力传感器3的量程上限。
传感器连接板2和限位座4应保持足够的刚性，在传感器连接板2与限位座4外侧接触后能保持F1保持相对恒定。
初始状态下，传感器连接板2与限位座4保持一定的间隙H，该间隙H为小量程力传感器3量程上限值时力值限止器5的变形量。
力值限止器5是一种受力与形变相关的机构，在本方案中，当其受到设定的力值时，变形量等于初始状态下传感器连接板2与限位座4的外侧保持的间隙H。根据不同的使用要求可以采用弹簧结构、气缸结构、油缸结构等。
图3-4为采用弹簧结构的力传感器组合结构：
力值限止器为弹簧，设计时传感器连接板与限位座外侧的间隙H与设定力值F0的关系按胡克定律（F=Ks）计算。这种结构适用于小量程传感器组合结构。
图5-6本实用新型采用气缸结构的力传感器组合结构：
力值限止器包括：气缸活塞5.11,气缸体5.12，单向阀5.13,充气机构5.14，气缸活塞5.11,气缸体5.12组成一个密封的腔体。其特征在于：腔体内充入相当压力的隋性气体，气缸的大小、充气压力根据设定力值F0及其允差范围、工作环境温度计算确定。
图7-8本实用新型采用油缸结构的力传感器组合结构：
力值限止器包括：活塞5.1，油缸5.2，蓄能器5.3，单向阀5.4，补油机构5.5，活塞5.1和油缸5.2组成一个密封的腔体，油缸5.2与蓄能器5.3并联后与单向阀5.4的出油口连接，单向阀5.4的进油口与补油机构5.5的出油口连接。补油机构5.5可以通过单向阀5.4向蓄能器5.3充油并达到设定的充油压力。通过蓄能器使活塞5.1，油缸5.2间保持恒定的压力。油缸的大小、蓄能器的大小、充油压力根据设定力值F0及其允差范围计算确定。
Claims (10)
1.一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：包括：大量程力传感器、传感器连接板、小量程力传感器、限位座、力值限止器，大量程力传感器与传感器连接板的上端面相连，传感器连接板的下端面与小量程力传感器的上端面相连，小量程力传感器的底面与力值限止器的上端面相连，力值限止器的下端面与限位座相连。
2.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：当力传感器组合机构的受力不大于设定力值时，传感器连接板与限位座不接触，当力传感器组合机构受力大于设定力值时，传感器连接板与限位座接触。
3.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：力传感器的配置原则为：大量程力传感器的量程下限不大于小量程力传感器的量程上限，设定力值为小量程力传感器的量程上限。
4.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：传感器连接板和限位座应保持足够的刚性，在传感器连接板与限位座接触后能保持受力相对恒定。
5.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：初始状态下，传感器连接板与限位座保持一定的间隙H，该间隙H为小量程力传感器量程上限值时力值限止器的变形量。
6.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：力值限止器是一种受力与形变相关的机构，当其受到设定的力值时，变形量等于初始状态下传感器连接板与限位座的外侧保持的间隙H。
7.根据权利要求6所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：所述力值限止器采用弹簧结构、气缸结构、油缸结构的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：所述的大、小量程传感器为单一传感器或多个传感器组合。
9.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：所述力值限止器采用气缸结构，包括：气缸活塞、气缸体、单向阀、充气机构，气缸活塞、缸体组成一个密封的腔体，腔体内充入有隋性气体。
10.根据权利要求1所述的一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：力值限止器采用采用油缸结构，包括：活塞、油缸、蓄能器、单向阀、补油机构，活塞和油缸组成一个密封的腔体，油缸与蓄能器并联后与单向阀的出油口连接，单向阀的进油口与补油机构的出油口连接，补油机构通过单向阀向蓄能器充油并达到设定的充油压力，通过蓄能器使活塞、油缸间保持恒定的压力。
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| CN201721488551.2U CN207487869U (zh) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 一种宽量程力传感器组合机构 |
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| CN (1) | CN207487869U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108593200A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-28 | 海南省计量测试所 | 一种连续式双量程叠加式力标准机 |
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2017
- 2017-11-10 CN CN201721488551.2U patent/CN207487869U/zh active Active
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