CN218098102U

CN218098102U - 卡箍测力器

Info

Publication number: CN218098102U
Application number: CN202222473000.6U
Authority: CN
Inventors: 沈俊铭; 黄亚雄; 曾志彬; 曾锦辉; 陈庆华; 曾江成; 黎八峻; 曾韬; 李秀干; 李骏涛
Original assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2032-09-19

Abstract

本申请涉及一种卡箍测力器，包括：测力器主体；受力臂，设于测力器主体的表面，用于受卡箍的施力而产生形变；卡箍，套设在测力器主体的表面；传感组件，与受力臂间隔设置，包括两个传感部件；两个传感部件用于作为惠斯通电桥中对边的电阻。这样，大大提升了对卡箍的径向夹紧力测量的准确性。

Description

卡箍测力器

技术领域

本申请涉及测量力仪器技术领域，特别是涉及一种卡箍测力器。

背景技术

随着仪器技术的发展，为了解决橡胶管漏液的不良现象，常常通过测力装置测量卡箍圆周上各段的径向夹紧力来确定卡箍是否是导致橡胶管漏液的原因。其中，卡箍周围上各段的径向夹紧力不均匀会导致胶管密封不良，从而，导致漏液。

然而，在每次测量卡箍的径向夹紧力时，一旦卡箍套入测力器时的夹紧位置不同，则会导致得到的径向夹紧力发生较大的测量误差，因此，难以准确的确定卡箍的径向夹紧力。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高测量卡箍的径向夹紧力准确性的卡箍测力器。

提供了一种卡箍测力器，其特征在于，包括：

测力器主体；

受力臂，设于所述测力器主体的表面，用于受卡箍的施力而产生形变；所述卡箍，套设在所述测力器主体的表面；

传感组件，与所述受力臂间隔设置，包括两个传感部件；两个传感部件用于作为惠斯通电桥中对边的电阻。

在其中一个实施例中，所述传感部件为电阻应变片。

在其中一个实施例中，所述卡箍测力器还包括通孔，位于所述受力臂的两侧；所述位于受力臂的两侧的通孔位于同一直线上，用于固定与所述传感部件连接的导线。

在其中一个实施例中，所述通孔的数量为多个，各所述通孔间隔设置在所述测力器主体的各径向上。

在其中一个实施例中，所述受力臂的数量为多个；各所述受力臂间隔设置在所述测力器主体的各径向上。

在其中一个实施例中，每个受力臂的一侧设置一组传感部件对，所述传感部件对的数量与所述受力臂的数量相同。

在其中一个实施例中，每个传感部件对由两个传感部件构成，两个所述传感部件位于同一直线上。

在其中一个实施例中，所述测力器主体的结构为通心管。

在其中一个实施例中，所述惠斯通电桥还包括至少一个第一电阻和至少一个第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻用于作为惠斯通电桥的对边的电阻。

在其中一个实施例中，所述第一电阻和第二电阻之间的阻值差值在预设差值范围内。

上述卡箍测力器，通过传感组件中的两个传感部件作为惠斯通电桥中对边的电阻，能够迅速感知受力臂的形变，从而，能够确定卡箍对受力臂的径向夹紧力的大小。更重要的是，结合惠斯通电桥的电路原理，能够确保卡箍的径向夹紧力不会因卡箍在该受力臂上的位置变化而变化，从而，确保了对卡箍的径向夹紧力测量的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中卡箍测力器的结构示意图；

图2为另一个实施例中卡箍测力器的结构示意图；

图3为一个实施例中惠斯通电桥的电路示意图；

图4为一个实施例中受力臂受力的示意图。

附图标记说明：

1、测力器主体；2、受力臂；3、传感组件；31、传感部件；4、通孔；5、卡箍。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

正如背景技术所述，现如今为了检测卡箍的密封性，需要确保卡箍在各个径向上力是均匀的。因此，相关技术中通过测力器测量卡箍圆周上各段的径向夹紧力。然而，在对任意一个径向的径向夹紧力检测时，卡箍套入测力器时的夹紧位置不同，会导致得到的径向夹紧力发生较大的测量误差，从而，不能准确测量各径向的径向夹紧力。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，本申请提供的卡箍测力器能够确保各个径向分别对应的径向夹紧力是准确测量的，即能够提高卡箍的径向夹紧力测量的准确性。

在一个实施例中，如图1所示，本申请提供了一种卡箍测力器，该卡箍测力器包括：测力器主体1；受力臂2，设于测力器主体1的表面，用于受卡箍5的施力而产生形变；卡箍5，套设在测力器主体1的表面；传感组件3，与受力臂2间隔设置，包括两个传感部件31；两个传感部件31用于作为惠斯通电桥中对边的电阻。

其中，参照图1和图2，受力臂2可看作是测量臂，是通过在测力器主体1上开槽操作形成的。惠斯通电桥为一种电桥电路，通过将惠斯通电桥与传感器一起使用，实现物理量测量，如应变。惠斯通电桥是以菱形连接的，即包括四个边的电阻，即存在两组对边的电阻。其中，惠斯通电桥的输出电压与输入电压是成正比的，其比例系数是该受力臂2上各传感部件31的系数的总和的整数倍。

具体地，卡箍5套设在测力器主体1的表面，此时，受力臂2受卡箍5的施力而产生形变。传感组件3的传感组件31感应受力臂2的应力变化量。该应力变化量用于根据惠斯通电桥所得到的目标电压确定与该受力臂2对应的卡箍5的径向夹紧力。

需要说明的是，受力臂2可以理解为是测量臂，卡箍5对测力器主体1施加压力即卡箍5对测力器主体1中各径向施加对应的径向夹紧力，此时，受力臂2会相应的产生形变，此时，该传感组件3中的传感部件31能够确定形变所对应的应力变化量。由于传感部件31作为惠斯通电桥中对边的电阻，此时，电阻值会发生改变，从而使得传感部件31的电压随之发生改变。此时，惠斯通电桥输出的目标电压也发生了变化。

需要说明的是，利用惠斯通电桥平衡原理，能够使得卡箍5在受力臂2上位置变化，不会影响输出的目标电压的变化，即卡箍5的位置偏差不会对径向夹紧力产生影响。

在本实施例中，通过传感组件3中的两个传感部件31作为惠斯通电桥中对边的电阻，能够迅速感知受力臂2的形变，从而，能够确定卡箍5对受力臂2的径向夹紧力的大小。更重要的是，结合惠斯通电桥的电路原理，能够确保卡箍5的径向夹紧力不会因卡箍5在该受力臂上的位置变化而变化，从而，确保了对卡箍5的径向夹紧力测量的准确性。

在一个实施例中，传感部件31为电阻应变片。

其中，通过电阻应变片获取力的形变导致的应变。当该电阻应变片连接到电路时，电阻应变片可视为电阻。需要说明的是，电阻应变片初始的电阻和惠斯通电桥中第一电阻和第二电阻的阻值相同。比如，该初始的电阻为120欧姆。

在本实施例中，通过将电阻应变片作为传感部件31，能够灵敏的感知因形变而产生的应变，有利于后续能够根据该应变所对应的电阻确定卡箍5的径向夹紧力。

在一个实施例中，卡箍测力器还包括通孔4，位于受力臂2的两侧；位于受力臂2的两侧的通孔4位于同一直线上，用于固定与传感部件31连接的导线。

其中，由于传感部件31作为惠斯通电桥中对边的电阻，则每个传感部件31的两侧分别连接一根导线，通过该导线来组成惠斯通电桥的电路。因此，通过通孔4固定与传感部件31连接的导线，以此汇集各导线，避免了由于导线散乱而增加测量的不便程度。此外，还可以对导线进行标号，以区分导线所连接的传感部件31。需要说明的是，通过通孔4固定导线，能够防止传感部件31与导线连接处受力断裂。

在本实施例中，通过通孔4能够固定与传感部件31相连接的导线，从而，有效避免了传感部件31与导线连接出现断裂，确保了惠斯通电桥的电路的稳定性，有利于后续得到准确的径向夹紧力。

在一个实施例中，通孔4的数量为多个，各通孔4间隔设置在测力器主体1的各径向上。

其中，径向是指径向平面内通过轴心线的方向。

具体地，通孔4的数量为多个，各组通孔对间隔设置在测力器主体1的各径向上，每组通孔对由位于同一径向上的、且位于该径向的受力臂2的两侧的第一通孔4和第二通孔4构成。其中，相邻两组通孔对的间隔相同。

需要说明的是，由于通孔4是位于受力臂2的两侧，则通孔4的数量是受力臂2数量的两倍。

在本实施例中，通过设置多个通孔4，确保各个径向上均对应有通孔对，避免了导线拥挤排放，使得惠斯通电桥更加清楚直观。

在一个实施例中，受力臂2的数量为多个；各受力臂2间隔设置在测力器主体1的各径向上。

其中，受力臂2的数量可以根据需求设定。可选地，根据国标的标准，确定受力臂2的数量为8个，相应地，通孔4数量为16个。参考图1和图2，该测力器主体1上间隔设置了8个受力臂2。任意两个相邻的受力臂2之间的距离为预定值，任意两个相邻的受力臂2分别对应的径向的夹角为40°。

需要说明的是，每个受力臂2均对应有一个径向夹紧力。因此，当受力臂2的数量为多个时，能够同时测量多个径向夹紧力。也即是，卡箍5套设在测力器主体1上，则各个受力臂2均对应有一个径向夹紧力。

在本实施例中，通过设置多个受力臂2的数量，能够实现同时测量多个径向上的径向夹紧力，极大地简化了测试的步骤，提供了测试的效率。

在一个实施例中，每个受力臂2的一侧设置一组传感部件对，传感部件对的数量与受力臂的数量相同。

具体地，每个受力臂2的上侧或者下侧设置一组传感部件对，如，参考图2，每个受力臂2的下侧设置一组对应的传感部件对。

需要说明的是，一组传感部件对可看作是传感组件3。

在其中一个实施例中，每个传感部件对由两个传感部件31构成，两个传感部件31位于同一直线上。

其中，每个传感部件对中的两个传感部件31位于同一直线上、且两个传感部件31间隔设置。该两个传感部件31之间的距离为受力臂2的长度。传感部件对的数量与惠斯通电桥的数量相同。

需要说明的是，将同一直线上的两个传感部件31分别作为惠斯通电桥的对边的电阻，从而，能够实现通过惠斯通电桥准确获取与受力臂2对应的径向夹紧力。

这样，通过在受力臂2的一侧设置一组传感部件对，能够确保每个受力臂2的一个方向上均部署有对应的传感部件对，能够确保各个径向分别对应有相应地惠斯通电桥，这样，一旦卡箍5套设在测力器主体1上，能够同时对各径向的径向夹紧力进行测量，极大地简化了测试的步骤，提供了测试的效率。

在一个实施例中，测力器主体1的结构为通心管。

需要说明的是，本实施例是针对于卡箍5的测量，所涉及到的径向夹紧力相对较小。因此，在卡箍5套设在通心管结构的测力器主体1时，产生的形变会更加明显。

在本实施例中，通过将测力器主体1的结构设置在通心管，能够更加容易地感应到形变的变化，从而，能够及时得到应力变化量。

在一个实施例中，惠斯通电桥还包括至少一个第一电阻和至少一个第二电阻，第一电阻和第二电阻用于作为惠斯通电桥的对边的电阻。

具体地，惠斯通电桥还包括至少一个第一电阻和至少一个第二电阻，第一电阻和第二电阻的数量相同。

例如，参考图3，惠斯通电桥是由一个第一电阻(阻值为R2)、一个第二电阻(阻值为R4)、一个传感部件31(阻值为R1)和一个传感部件31(阻值为R3)。根据惠斯通电桥的原理，输出电压U_BD公式如下：

上述式子中，输入电压U_AC是已知的，传感部件31的电阻变化率K是已知的(同一生产批次的传感部件31的K值是相同的)，ε₁和ε₃分别为两个传感部件31的应变。由上式得知受力臂的应变总输出值为两端传感部件31的应变输出值之和。

其中，参考图4，受力臂的结构可以看作简支梁的结构，将卡箍5套入测力器主体1上，卡箍5会对受力臂2施加径向夹紧力P，当卡箍5位于受力臂2中间时，受力臂2左右两端受到应变ε_左＝ε_右＝Pa/IE，总输出ε_总＝2Pa/IE。其中，a为参数。E为受力臂2材料弹性模量，即为常数。I为横截面对中心轴的惯性矩，只和受力臂2横截面参数相关，视为常数。

实际操作中，卡箍5套入时位置会产生偏移，即不处于受力臂2中间时，此时，ε_左’＝P(a+△a)/IE，ε_右’＝P(a-△a)/IE。此时，ε_总’＝ε_左’+ε_右’＝2Pa/IE，即ε_总＝ε_总’。因此，只要将卡箍5套入受力臂2内，不管夹紧位置如何变化，总输出都是不变的，即实现了自动消除卡箍5夹紧位置偏移造成的测量误差。

在本实施例中，通过将第一电阻和第二电阻也作为惠斯通电桥的对边的电阻，因此，通过两对的对边的电阻构成的电路，能够确保卡箍5的径向夹紧力不会因卡箍5在该受力臂2上的位置变化而变化，从而，确保了对卡箍5的径向夹紧力测量的准确性。在一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的阻值差值在预设差值范围内。需要说明的时，第一电阻和第二电阻之间的阻值差值在预设差值范围内，可以将第一电阻的阻值和第二电阻的阻值视为相等，即第一电阻的阻值、第二电阻的阻值均和传感部件31的初始电阻(120欧姆)相同。

在本实施例中，通过阻值差值在预设差值范围内的第一电阻和第二电阻构成惠斯通电桥的对边的电阻，因此，通过两对的对边的电阻构成的电路，能够确保卡箍5的径向夹紧力不会因卡箍5在该受力臂2上的位置变化而变化，从而，确保了对卡箍5的径向夹紧力测量的准确性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种卡箍测力器，其特征在于，包括：

测力器主体；

传感组件，与所述受力臂间隔设置，包括两个传感部件；两个所述传感部件用于作为惠斯通电桥中对边的电阻。

2.根据权利要求1所述的卡箍测力器，其特征在于，所述传感部件为电阻应变片。

3.根据权利要求1所述的卡箍测力器，其特征在于，所述卡箍测力器还包括通孔，位于所述受力臂的两侧；所述位于受力臂的两侧的通孔位于同一直线上，用于固定与所述传感部件连接的导线。

4.根据权利要求3所述的卡箍测力器，其特征在于，所述通孔的数量为多个，各所述通孔间隔设置在所述测力器主体的各径向上。

5.根据权利要求1所述的卡箍测力器，其特征在于，所述受力臂的数量为多个；各所述受力臂间隔设置在所述测力器主体的各径向上。

6.根据权利要求5所述的卡箍测力器，其特征在于，每个受力臂的一侧设置一组传感部件对，所述传感部件对的数量与所述受力臂的数量相同。

7.根据权利要求6所述的卡箍测力器，其特征在于，每个传感部件对由两个传感部件构成，两个所述传感部件位于同一直线上。

8.根据权利要求1所述的卡箍测力器，其特征在于，所述测力器主体的结构为通心管。

9.根据权利要求1所述的卡箍测力器，其特征在于，所述惠斯通电桥还包括至少一个第一电阻和至少一个第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻用于作为惠斯通电桥的对边的电阻。

10.根据权利要求9所述的卡箍测力器，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻之间的阻值差值在预设差值范围内。