CN216524472U - 一种免现场校准的测力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种免现场校准的测力传感器，包括：受力件、外壳、浮球、永磁块、控制器、供电电池、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器，受力件能相对外壳上下移动，在外壳内开设有存油腔，在存油腔内漂浮有浮球，浮球内安装有永磁块，在外壳内安装有霍尔传感器，霍尔传感器用于检测永磁块的距离，霍尔传感器以及放大器的输出端均连接至控制器，放大器的正极输入端连接至电阻应变桥模块的输出端，电阻应变桥模块设置有电阻应变块，电阻应变块支撑受力件，在外壳内安装有供电电池，供电电池为控制器、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器供电。该免现场校准的测力传感器解决现有技术中需要现场校准测力传感器是否位于水平面上的问题。

Description

一种免现场校准的测力传感器

技术领域

本实用新型涉及测力传感器，具体涉及一种免现场校准的测力传感器。

背景技术

中国专利公开了一种申请号为CN202120138295.4的应变式环形测力传感器，该测力传感器包括：外框体和T形受力件，所述外框体为环形结构，所述外框体的下端面设有螺纹管，所述螺纹管与外框体为一体结构，所述螺纹管的外缘面开设有供外框体固定的螺纹，所述外框体通过螺纹管与测试体螺纹固定连接，所述外框体的居中开设有供T形受力件安装的孔，所述T形受力件通过孔与外框体的内部活动连接，所述T形受力件的居中开设有供气柱安装的孔，所述气柱通过孔与T形受力件的内部活动连接。虽然该测力传感器能够实现测力，但是该测力传感器仍然存在的问题为：

现有技术中，需要现场使用水平仪对测力传感器的安装位置进行校准，以保证受力件相对外框体的移动是在竖直方向上的，才能保证测力结果的精准性。

实用新型内容

本实用新型要提供一种免现场校准的测力传感器，解决现有技术中需要现场校准测力传感器是否位于水平面上的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型公开了一种免现场校准的测力传感器，包括：受力件、外壳、浮球、永磁块、控制器、供电电池、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器，受力件能相对外壳上下移动，在外壳内开设有存油腔，在存油腔内漂浮有浮球，浮球内安装有永磁块，在外壳内安装有霍尔传感器，霍尔传感器用于检测永磁块的距离，霍尔传感器以及放大器的输出端均连接至控制器，放大器的正极输入端连接至电阻应变桥模块的输出端，电阻应变桥模块设置有电阻应变块，电阻应变块支撑受力件，在外壳内安装有供电电池，供电电池为控制器、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器供电。

优选的是，与控制器通信连接有数据接头，数据接头用于连接至外界水平仪。

优选的是，外壳顶面凹陷形成存油腔，外壳顶面凹陷形成螺纹孔，螺纹孔位于存油腔上方，螺纹孔与存油腔连接处形成第二台阶，螺纹孔螺纹旋入有封闭盖。

优选的是，封闭盖将密封垫压紧在第二台阶上。

优选的是，在第二台阶上安装有导向架，导向架上安装有导向杆，导向杆上浮球，导向架导向导向杆移动。

优选的是，浮球通过螺纹盖与导向杆螺纹连接，在导向杆上开设为浮球供气的供气通道，供气通道上安装有供气开闭机构。

优选的是，供气开闭机构包括：开闭头、阀杆以及复位弹簧，供气通道的进口处内壁凸出形成有第一台阶，开闭头在复位弹簧弹力下压紧在第一台阶上，开闭头固定至阀杆，复位弹簧与阀杆连接，第二台阶导向阀杆移动。

优选的是，在阀杆上安装有铰接杆，铰接杆与开闭头铰接，开闭头将一密封圈压紧在第一台阶上，阀杆中心开设有供气孔。

优选的是，导向杆穿过导向架，导向杆顶端螺纹连接有防脱环，防脱环位于导向架上方。

优选的是，导向杆顶端为圆锥台端，圆锥台端上安装供气开闭机构，防脱环包括：螺纹环以及圆锥环，螺纹环螺纹连接至导向杆，螺纹环上固定有圆锥环，圆锥环内壁将开闭头压紧。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

实现了通过设置浮球和存油腔，油面的高度随着所在位置的水平度变化而变化，因此浮球处的存油高度也随着变化，浮球受到的浮力变化，浮力＝pgh，因此浮球和永磁块的位置变化，霍尔传感器通过检测永磁块的距离k，从而知道水平度的变化，由于在出厂之前，已经试验了多组数据，当水平度为多少的时候检测到的标准砝码重力的变化，形成多组变化，采用统计算法(例如最小二乘法)，计算得到真实重力y与k、实时检测重力x的关系式，也就是重力y＝b₂x²+b₁ x+a₂k²+a₁k+a₀，最小二乘法能够通过实验数据拟合算出系数，控制器就通过该计算公式计算该真实重力，输出真实重力，不需要现场校验而导致操作麻烦，上述算法为已知程序，这里不做保护，本申请主要保护使用霍尔传感器和永磁块等进行检测的结构。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为免现场校准的测力传感器中电路原理图；

图2为免现场校准的测力传感器的剖视图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为图3中导向杆与浮球阀处的放大图；

图5为B处的放大图；

图6为开闭头的结构示意图。

附图标记：受力件1、外壳2、存油腔20、浮球3、永磁块4、控制器U1、霍尔传感器U2、电阻应变桥模块U3、放大器U4、稳压电容C1、密封盖51、密封垫52、导向架53、导向杆54、供气通道540、供气开闭机构55、开闭头551、阀杆552、复位弹簧553、铰接杆554、供气孔550、密封圈555、防脱环56、螺纹环561、圆锥环562、螺纹盖57。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述：

如图1至图6所示，本实用新型公开了一种免现场校准的测力传感器，包括：受力件1、外壳2、浮球3、永磁块4、控制器U1、供电电池(提供5v电压)、霍尔传感器U2、电阻应变桥模块U3以及放大器U4，受力件1能相对外壳2上下移动，在外壳2内开设有存油腔20，在存油腔20内漂浮有浮球3，浮球3内安装有永磁块4，在外壳2内安装有霍尔传感器U2，霍尔传感器U2用于检测永磁块4的距离，霍尔传感器U2以及放大器U4的输出端均连接至控制器U1，放大器U4的正极输入端连接至电阻应变桥模块U3的输出端，电阻应变桥模块U3设置有电阻应变块，电阻应变块支撑受力件1，在外壳2内安装有供电电池，供电电池为控制器U1、霍尔传感器U2、电阻应变桥模块U3以及放大器U4供电。

与控制器U1通信连接有数据接头(图中未示)，数据接头用于连接至外界水平仪。方便在试验的时候，为控制器U1接入水平仪的检测值，从而方便控制器U1自己更新出来计算系数，方便后续测量。

放大器U4的输出端连接至一稳压电容C1的正极，稳压电容C1的负极接地。

外壳2顶面凹陷形成存油腔20，外壳2顶面凹陷形成螺纹孔，螺纹孔位于存油腔20上方，螺纹孔与存油腔20连接处形成第二台阶，螺纹孔螺纹旋入有封闭盖。实现了将油密封在存油腔20中，避免泄漏。

封闭盖将密封垫52压紧在第二台阶上。提高了封闭盖与第二台阶处的密封性。

在第二台阶上安装有导向架53，导向架53上安装有导向杆54，导向杆54上浮球3，导向架53导向导向杆54移动。导向浮球3在指定方向上移动，避免晃荡而导致永磁铁的位置随意变化，实现了在静置后，将永磁块4和浮球3的位置导向在指定方向上，从而提高检测的精准性。

浮球3通过螺纹盖57与导向杆54螺纹连接，浮球3顶部形成有安装圈，安装圈被螺纹盖57压紧在导向杆54端面上，在导向杆54上开设为浮球3供气的供气通道540，供气通道540上安装有供气开闭机构55。实现了浮球3的可拆卸连接，方便更换浮球3，避免因浮球3破裂而导致无法进行工作，供气通道540实现了将浮球3吹胀。

供气开闭机构55包括：开闭头551、阀杆552以及复位弹簧553，供气通道540的进口处内壁凸出形成有第一台阶，开闭头551在复位弹簧553弹力下压紧在第一台阶上，开闭头551固定至阀杆552，复位弹簧553与阀杆552连接，第二台阶导向阀杆552移动。实现了在打气后，复位弹簧553弹力下开闭头551将密封圈555压紧在第一台阶上，避免在安装过程中泄气。

阀杆552上安装有铰接杆554，铰接杆554与开闭头551铰接，开闭头551将一密封圈555压紧在第一台阶上，阀杆552中心开设有供气孔550。开闭头551上开设有助拉孔，开闭头551拉出后旋转开闭头551，使得开闭头551和密封圈555漏出供气孔550，供气孔550供打氦气抢伸入，方便为浮球3供气。供气通道540内壁阻挡开闭头551旋转围绕铰接杆554中心线旋转。

导向杆54穿过导向架53，导向杆54顶端螺纹连接有防脱环56，防脱环56位于导向架53上方。防脱环56与密封盖51配合限制导向杆54与导向架53脱离。

导向杆54顶端为圆锥台端，圆锥台端上安装供气开闭机构55，防脱环56包括：螺纹环561以及圆锥环562，螺纹环561螺纹连接至导向杆54，螺纹环561上固定有圆锥环562，圆锥环562内壁将开闭头551压紧。方便将开闭头551压紧。由于复位弹簧553的弹力将开闭头551和密封圈555压紧在第一台阶上不是永久可靠的，震荡等都会导致漏气的情况，为了避免漏气，因此设置圆锥环562将位于关闭状态的开闭头551进一步压紧在第一台阶上，实现进一步压紧，保证密封性。

值得说明的是，位于非水平位置上时，虽然对导向杆54有一定的支撑，但是浮力也是有推动的，仍然会使得永磁块4位置变化，使得浮球3浮出油面的体积变化，但是支撑力度也是受到的水平度的影响，因不管浮力的变化还是支撑力度的变化，都是因水平度的影响而导致永磁块4位置的变化，水平度的变化最终表现均为永磁块4位置的变化，因此仅仅检测永磁铁位置的变化即可表现水平度，而通过拟合的方式可以直接体现位置变化与重力的关系，从而不影响检测结果，提高了检测的精准性。也避免现场需要校准外壳2的安装位置而导致操作麻烦。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，包括：受力件、外壳、浮球、永磁块、控制器、供电电池、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器，受力件能相对外壳上下移动，在外壳内开设有存油腔，在存油腔内漂浮有浮球，浮球内安装有永磁块，在外壳内安装有霍尔传感器，霍尔传感器用于检测永磁块的距离，霍尔传感器以及放大器的输出端均连接至控制器，放大器的正极输入端连接至电阻应变桥模块的输出端，电阻应变桥模块设置有电阻应变块，电阻应变块支撑受力件，在外壳内安装有供电电池，供电电池为控制器、霍尔传感器、电阻应变桥模块以及放大器供电。

2.根据权利要求1所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，与控制器通信连接有数据接头，数据接头用于连接至外界水平仪。

3.根据权利要求1或2所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，外壳顶面凹陷形成存油腔，外壳顶面凹陷形成螺纹孔，螺纹孔位于存油腔上方，螺纹孔与存油腔连接处形成第二台阶，螺纹孔螺纹旋入有封闭盖。

4.根据权利要求3所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，封闭盖将密封垫压紧在第二台阶上。

5.根据权利要求4所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，在第二台阶上安装有导向架，导向架上安装有导向杆，导向杆上浮球，导向架导向导向杆移动。

6.根据权利要求5所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，浮球通过螺纹盖与导向杆螺纹连接，在导向杆上开设为浮球供气的供气通道，供气通道上安装有供气开闭机构。

7.根据权利要求6所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，供气开闭机构包括：开闭头、阀杆以及复位弹簧，供气通道的进口处内壁凸出形成有第一台阶，开闭头在复位弹簧弹力下压紧在第一台阶上，开闭头固定至阀杆，复位弹簧与阀杆连接，第二台阶导向阀杆移动。

8.根据权利要求7所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，在阀杆上安装有铰接杆，铰接杆与开闭头铰接，开闭头将一密封圈压紧在第一台阶上，阀杆中心开设有供气孔。

9.根据权利要求8所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，导向杆穿过导向架，导向杆顶端螺纹连接有防脱环，防脱环位于导向架上方。

10.根据权利要求9所述的一种免现场校准的测力传感器，其特征在于，导向杆顶端为圆锥台端，圆锥台端上安装供气开闭机构，防脱环包括：螺纹环以及圆锥环，螺纹环螺纹连接至导向杆，螺纹环上固定有圆锥环，圆锥环内壁将开闭头压紧。

Images