CN217845216U - 一种温度自补偿的环形应变片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度自补偿的环形应变片，包括径向应变栅网、周向应变栅网和焊接盘区域，所述径向应变栅网沿着直径方向分布并且所述径向应变栅网包括若干径向栅网单元，相邻的所述径向栅网单元互相连接，所述周向应变栅网沿着周向分布并且所述周向应变栅网包括若干周向栅网单元，相邻的所述周向栅网单元互相连接。本实用新型公开的一种温度自补偿的环形应变片，实现单个环形应变片的温度自补偿，满足螺栓紧固力监测场景对于产品尺寸小、解决螺栓偏心、测量精度高的使用要求。

Description

一种温度自补偿的环形应变片

技术领域

本实用新型属于测力传感器的应变片技术领域，具体涉及一种温度自补偿的环形应变片。

背景技术

目前广泛使用的测力传感器，大多使用电阻应变式原理，通过在结构应变敏感部位粘贴应变片，测量应变情况，进而解析出受力情况。

测量螺栓紧固力的环形结构力学传感器，若采用市面上通用的应变片来组成惠斯通电桥，需要至少2个应变片或1个尺寸较大的应变片，从而造成产品体积尺寸的增大。在螺栓紧固力监测这一场景下，对于产品尺寸和体积的要求是比较高的。此外，这样的测量方式在螺栓偏心时的测量误差较大，而采用环形应变片测力可以解决这一问题。

若采用环形应变片来测量应变，一般应变片的栅网沿着单一方向分布，布设于应变敏感区域，从而在受力时获得最大的应变变化量。但这样形成的惠斯通电桥是单臂电桥，无法实现温度补偿，且灵敏度低。在环境温度发生变化时，温度会对应变片的电阻值变化产生较大影响，从而极大影响产品的测量精度。

因此，针对上述问题，予以进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种温度自补偿的环形应变片，实现单个环形应变片的温度自补偿，满足螺栓紧固力监测场景对于产品尺寸小、解决螺栓偏心、测量精度高的使用要求。

为达到以上目的，本实用新型提供一种温度自补偿的环形应变片，用于实现温度自补偿，包括径向应变栅网、周向应变栅网和焊接盘区域，其中：

所述径向应变栅网沿着(环形应变片，整体)直径方向分布并且所述径向应变栅网包括若干径向栅网单元，相邻的所述径向栅网单元互相连接；

所述周向应变栅网沿着(环形应变片，整体)周向分布并且所述周向应变栅网包括若干周向栅网单元，相邻的所述周向栅网单元互相连接；

所述焊接盘区域包括若干焊接盘。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，每个相邻的所述径向栅网单元通过第一连接端(第一连接端仅为连接作用，不作为径向栅网单元的一部分)连接，每个相邻的所述周向栅网单元通过第二连接端连接(第二连接端仅为连接作用，不作为周向栅网单元的一部分)。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，相邻所述径向应变栅网之间设有放置区域，所述周向应变栅网位于所述放置区域。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述径向应变栅网和所述周向应变栅网的初始电阻值相等。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述径向应变栅网包括第一径向应变栅网、第二径向应变栅网和第三径向应变栅网，所述周向应变栅网包括第一周向应变栅网、第二周向应变栅网和第三周向应变栅网，其中：

所述第一径向应变栅网和所述第二径向应变栅网之间设有第一放置区域，所述第一放置区域放置有所述第一周向应变栅网；

所述第二径向应变栅网和所述第三径向应变栅网之间设有第二放置区域，所述第二放置区域放置有所述第二周向应变栅网；

所述第三周向应变栅网远离所述第三径向应变栅网的一端与所述焊接盘区域的第一区域连接，所述第一径向应变栅网远离所述第一周向应变栅网的一端连接与所述焊接盘区域的第二区域连接。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一区域包括第一焊接盘和第二焊接盘，所述第二区域包括第三焊接盘。

本实用新型的有益效果在于：

能够实现单个环形应变片的温度自补偿，无需多个应变片进行温度补偿，而且对螺栓实现环形应力测量，更准确地监测螺栓紧固力，满足螺栓紧固力监测场景对于产品尺寸小、解决螺栓偏位、测量精度高的使用要求。

附图说明

图1是本实用新型的一种温度自补偿的环形应变片的结构示意图。

附图标记包括：100、径向应变栅网；101、第一径向应变栅网；102、第二径向应变栅网；103、第三径向应变栅网；110、径向栅网单元；111、第一连接端；200、周向应变栅网；201、第一周向栅网单元；202、第二周向栅网单元；203、第三周向栅网单元；210、周向栅网单元；211、第二连接端；300、焊接盘区域；310、第一焊接盘；320、第二焊接盘；330、第三焊接盘；410、第一放置区域；420、第二放置区域。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本实用新型公开了一种温度自补偿的环形应变片，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。

在本实用新型的实施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的焊接盘等可被视为现有技术。

优选实施例。

本实用新型公开了一种温度自补偿的环形应变片，用于实现温度自补偿，包括径向应变栅网100、周向应变栅网200和焊接盘区域300，其中：

所述径向应变栅网100沿着(环形应变片，整体)直径方向分布并且所述径向应变栅网100包括若干径向栅网单元110，相邻的所述径向栅网单元110互相连接；

所述周向应变栅网200沿着(环形应变片，整体)周向分布并且所述周向应变栅网200包括若干周向栅网单元210，相邻的所述周向栅网单元210互相连接；

所述焊接盘区域300包括若干焊接盘。

具体的是，每个相邻的所述径向栅网单元110通过第一连接端111(第一连接端111仅为连接作用，不作为径向栅网单元的一部分)连接，每个相邻的所述周向栅网单元210通过第二连接端211连接(第二连接端211仅为连接作用，不作为周向栅网单元的一部分)。

更具体的是，相邻所述径向应变栅网100之间设有放置区域，所述周向应变栅网200位于所述放置区域。

进一步的是，所述径向应变栅网100和所述周向应变栅网200的初始电阻值相等。

更进一步的是，所述径向应变栅网100包括第一径向应变栅网101、第二径向应变栅网102和第三径向应变栅网103，所述周向应变栅网200包括第一周向应变栅网201、第二周向应变栅网202和第三周向应变栅网203，其中：

所述第一径向应变栅网101和所述第二径向应变栅网102之间设有第一放置区域410，所述第一放置区域410放置有所述第一周向应变栅网201；

所述第二径向应变栅网102和所述第三径向应变栅网103之间设有第二放置区域420，所述第二放置区域420放置有所述第二周向应变栅网202；

所述第三周向应变栅网203远离所述第三径向应变栅网103的一端与所述焊接盘区域300的第一区域连接，所述第一径向应变栅网101远离所述第一周向应变栅网201的一端连接与所述焊接盘区域300的第二区域连接。

优选地，所述第一区域包括第一焊接盘310和第二焊接盘320，所述第二区域包括第三焊接盘330。

优选地，所述第一区域由第一焊接盘310和第二焊接盘320组成，所述第二区域由第三焊接盘组成330，以减小焊接盘的数量。

优选地，所述径向应变栅网100和所述周向应变栅网200在整个圆周范围为均匀分布。

本实用新型的原理为：

在受到轴向作用力时，径向应变栅网沿着径向路径上产生不同程度的应变，对外显示为电阻值发生变化，并且轴向作用力的增加会导致径向应变栅网的应变量也随之线性增加；周向应变栅网在径向路径上产生相同程度的应变，对外显示为电阻值不发生变化，接入惠斯通电桥电路对外显示电阻值发生变化。

受到温度变化的影响，相同的温度变化量所产生的径向应变栅网和周向应变栅网的电阻值变化相同，径向应变栅网和周向应变栅网粘贴在同一物体上，可以认为径向应变栅网和周向应变栅网的温度时刻保持一致，接入惠斯通电桥电路对外显示电阻值不发生变化，从而实现温度自补偿。优选的，惠斯通电桥电路为半桥电路或者全桥电路。

值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的焊接盘等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种温度自补偿的环形应变片，用于实现温度自补偿，其特征在于，包括径向应变栅网、周向应变栅网和焊接盘区域，其中：

所述径向应变栅网沿着直径方向分布并且所述径向应变栅网包括若干径向栅网单元，相邻的所述径向栅网单元互相连接；

所述周向应变栅网沿着周向分布并且所述周向应变栅网包括若干周向栅网单元，相邻的所述周向栅网单元互相连接；

所述焊接盘区域包括若干焊接盘。

2.根据权利要求1所述的一种温度自补偿的环形应变片，其特征在于，每个相邻的所述径向栅网单元通过第一连接端连接，每个相邻的所述周向栅网单元通过第二连接端连接。

3.根据权利要求2所述的一种温度自补偿的环形应变片，其特征在于，相邻所述径向应变栅网之间设有放置区域，所述周向应变栅网位于所述放置区域。

4.根据权利要求3所述的一种温度自补偿的环形应变片，其特征在于，所述径向应变栅网和所述周向应变栅网的初始电阻值相等。

5.根据权利要求4所述的一种温度自补偿的环形应变片，其特征在于，所述径向应变栅网包括第一径向应变栅网、第二径向应变栅网和第三径向应变栅网，所述周向应变栅网包括第一周向应变栅网、第二周向应变栅网和第三周向应变栅网，其中：

所述第一径向应变栅网和所述第二径向应变栅网之间设有第一放置区域，所述第一放置区域放置有所述第一周向应变栅网；

所述第二径向应变栅网和所述第三径向应变栅网之间设有第二放置区域，所述第二放置区域放置有所述第二周向应变栅网；

所述第三周向应变栅网远离所述第三径向应变栅网的一端与所述焊接盘区域的第一区域连接，所述第一径向应变栅网远离所述第一周向应变栅网的一端连接与所述焊接盘区域的第二区域连接。

Images