CN219776944U - 一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，包括支撑销轴，所述支撑销轴的一侧固定连接有弹性体，所述弹性体的一侧固定连接有安装底板，所述安装底板的一侧粘接有第一电阻应变片。本实用新型的优点在于：第一电阻应变片与第二电阻应变片同处在相同的温度环境中、两种应变片又是同等型号、受温度影响的材质也是相同的。所以两组惠斯登电桥电路受到温度影响带来的变化相同、干扰值相同，通过两组信号值做差，最终可得出不受外界温度影响、不受其他选型影响误差干扰的受力变化值，从而达到双全桥温度、干扰自补偿的目的，此时即可极大的程度沙漠化消除温度对应变片的影响，是测量精度更高。

Description

一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器。

背景技术

传感器是能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置，传感器根据测量数据的不同种类，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，压力传感器根据使用环境的不同有分为多种，销轴式力传感器就是其中一种，销轴式力传感器是测量轴承、滑轮等构件的径向载荷或钢丝绳张力的专用传感器，它可以代替滑轮销轴安装在结构中作径向力测量。

如公开号为CN209247207U的一种轴销式传感器，其检测结构包括第一组应变片和第二组应变片，第一组应变片组成一个惠斯登电桥，所有第二组应变片组成另一个惠斯登电桥。上述结构形成传感器双路信号输出结构：即使其中一路信号损坏也可以使用另一路信号，延长了传感器的使用寿命。同时，两路信号的数值可以相互印证，增加了传感器的精度。

上述轴销式传感器在实际使用中还存在以下不足：传感器本身受外界温度影响，从而产生热胀冷缩等微变形。最终导致电桥输出信号受影响。采用全桥方式搭建电路后，虽然应变片有温度自补偿的功能，但受到不同弹性体材质、不同应变片型号等因素，均会影响最终信号反馈的结果，又如上述轴销式传感器通过设置两组应变片组成两个惠斯登电桥进行检测，两组检测结果相互印证，但是实际上两组应变片处于的环境温度等变量完全一致，最终检测结果以及误差会相差无几，虽然可以相互印证结果，但是不便于消除环境温度造成的误差，因此需要一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，以解决背景技术中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，包括支撑销轴，所述支撑销轴的一侧固定连接有弹性体，所述弹性体的一侧固定连接有安装底板，所述安装底板的一侧粘接有第一电阻应变片，所述弹性体的一侧贯穿开设有排线孔，所述支撑销轴的一侧开设有与排线孔相连通的电子仓，所述电子仓内部设置有测扰金属片，所述测扰金属片的一侧固定连接有安装卡板，所述测扰金属片的一侧粘接有第二电阻应变片。

由上述任一方案优选的是，所述弹性体的一侧固定连接有卡环，所述卡环的一侧卡接有密封盖。所述第一电阻应变片的数量为两个，两个第一电阻应变片对称分布在弹性体的两端，两个所述第一电阻应变片电性连接，采用上述方案可以达到的技术效果是：第一电阻应变片粘接在安装底板上，通过排线孔进行导线连接，而且通过密封盖将其密封，便于对第一电阻应变片进行防护，而且便于安装和检修。

由上述任一方案优选的是，所述第二电阻应变片的数量为两个，两个所述第二电阻应变片对称分布在测扰金属片的一侧，两个所述第二电阻应变片电性连接，所述测扰金属片与弹性体完全脱离。所述安装卡板与支撑销轴滑动连接，所述第二电阻应变片通过灌胶的方式固定在电子仓内部，采用上述方案可以达到的技术效果是：将测扰金属片和第二电阻应变片放置在传感器不受力的电子仓内，保证了两组桥同处在相同的环境中。

由上述任一方案优选的是，所述第一电阻应变片与第二电阻应变片的型号相同，所述测扰金属片材质与弹性体材质相同。两个所述第一电阻应变片分布于一个惠斯登电桥内部，两个所述第二电阻应变片分布于一个惠斯登电桥内部，两个惠斯登电桥做差分电路布局，采用上述方案可以达到的技术效果是：通过控制第一电阻应变片与第二电阻应变片、测扰金属片材质与弹性体的材质，起到了控制变量的目的，通过差分电路布局对共模信号抑制，对差模信号放大。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：

通过支撑销轴、弹性体、安装底板、排线孔、电子仓、测扰金属片、安装卡板和第二电阻应变片之间的配合设置，进行测力作业时，第一电阻应变片的变化值A包含受力变化a1、温度变化t1和干扰变化p1三部分。第二电阻应变片的变化值B由于没有与弹性体2接触，从而感受不到受力的变化，只有温度变化t2、干扰变化p2两部分的变化。又得知第一电阻应变片与第二电阻应变片同处在相同的温度环境中、两种应变片又是同等型号、受温度影响的材质也是相同的。所以两组惠斯登电桥电路受到温度影响带来的变化相同、干扰值相同，即t1=t2；p1=p2；通过两组信号值做差，即A-B=（a1+t1+p1）-（t2+p2）；t1=t2、p1=p2；A-B=a1；最终可得出不受外界温度影响、不受其他选型影响误差干扰的受力变化值a1；从而达到双全桥温度、干扰自补偿的目的，此时即可极大的程度沙漠化消除温度对应变片的影响，是测量精度更高。

附图说明

图1为本实用新型装配体的结构示意图；

图2为本实用新型装配体的第一剖面结构示意图；

图3为本实用新型装配体的第二剖面结构示意图；

图4为本实用新型弹性体的内部结构示意图。

图中：1-支撑销轴，2-弹性体，3-安装底板，4-第一电阻应变片，5-排线孔，6-电子仓，7-测扰金属片，8-安装卡板，9-第二电阻应变片，10-卡环，11-密封盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下。

如图1至图4所示，一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，它包括支撑销轴1，支撑销轴1的一侧固定连接有弹性体2，弹性体2的一侧固定连接有安装底板3，安装底板3的一侧粘接有第一电阻应变片4，弹性体2的一侧贯穿开设有排线孔5，支撑销轴1的一侧开设有与排线孔5相连通的电子仓6，电子仓6内部设置有测扰金属片7，测扰金属片7的一侧固定连接有安装卡板8，测扰金属片7的一侧粘接有第二电阻应变片9。

作为本实用新型的一种可选技术方案，弹性体2的一侧固定连接有卡环10，卡环10的一侧卡接有密封盖11。第一电阻应变片4的数量为两个，两个第一电阻应变片4对称分布在弹性体2的两端，两个第一电阻应变片4电性连接，进行测力作业时，第一电阻应变片4的变化值A包含受力变化a1、温度变化t1和干扰变化p1三部分。

作为本实用新型的一种可选技术方案，第二电阻应变片9的数量为两个，两个第二电阻应变片9对称分布在测扰金属片7的一侧，两个第二电阻应变片9电性连接，测扰金属片7与弹性体2完全脱离。第一电阻应变片4与第二电阻应变片9的型号相同，测扰金属片7材质与弹性体2材质相同。两个第一电阻应变片4分布于一个惠斯登电桥内部，两个第二电阻应变片9分布于一个惠斯登电桥内部，两个惠斯登电桥做差分电路布局，第二电阻应变片9的变化值B由于没有与弹性体2接触，从而感受不到受力的变化，只有温度变化t2、干扰变化p2两部分的变化。

一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，工作原理如下：

1）：进行测力作业时，第一电阻应变片4的变化值A包含受力变化a1、温度变化t1和干扰变化p1三部分。

2）：第二电阻应变片9的变化值B由于没有与弹性体2接触，从而感受不到受力的变化，只有温度变化t2、干扰变化p2两部分的变化。

3）：所以两组惠斯登电桥电路受到温度影响带来的变化相同、干扰值相同，即t1=t2；p1=p2；通过两组信号值做差，即A-B=（a1+t1+p1）-（t2+p2）；t1=t2、p1=p2；A-B=a1；最终可得出不受外界温度影响、不受其他选型影响误差干扰的受力变化值a1。

综上，该具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，通过支撑销轴1、弹性体2、安装底板3、排线孔5、电子仓6、测扰金属片7、安装卡板8和第二电阻应变片9之间的配合设置，进行测力作业时，第一电阻应变片4的变化值A包含受力变化a1、温度变化t1和干扰变化p1三部分。第二电阻应变片9的变化值B由于没有与弹性体2接触，从而感受不到受力的变化，只有温度变化t2、干扰变化p2两部分的变化。又得知第一电阻应变片4与第二电阻应变片9同处在相同的温度环境中、两种应变片又是同等型号、受温度影响的材质也是相同的。所以两组惠斯登电桥电路受到温度影响带来的变化相同、干扰值相同，即t1=t2；p1=p2；通过两组信号值做差，即A-B=（a1+t1+p1）-（t2+p2）；t1=t2、p1=p2；A-B=a1；最终可得出不受外界温度影响、不受其他选型影响误差干扰的受力变化值a1；从而达到双全桥温度、干扰自补偿的目的，此时即可极大的程度沙漠化消除温度对应变片的影响，是测量精度更高。

Claims (7)

1.一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：包括支撑销轴（1），所述支撑销轴（1）的一侧固定连接有弹性体（2），所述弹性体（2）的一侧固定连接有安装底板（3），所述安装底板（3）的一侧粘接有第一电阻应变片（4），所述弹性体（2）的一侧贯穿开设有排线孔（5），所述支撑销轴（1）的一侧开设有与排线孔（5）相连通的电子仓（6），所述电子仓（6）内部设置有测扰金属片（7），所述测扰金属片（7）的一侧固定连接有安装卡板（8），所述测扰金属片（7）的一侧粘接有第二电阻应变片（9）。

2.根据权利要求1所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：所述弹性体（2）的一侧固定连接有卡环（10），所述卡环（10）的一侧卡接有密封盖（11）。

3.根据权利要求2所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：所述第一电阻应变片（4）的数量为两个，两个第一电阻应变片（4）对称分布在弹性体（2）的两端，两个所述第一电阻应变片（4）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：所述第二电阻应变片（9）的数量为两个，两个所述第二电阻应变片（9）对称分布在测扰金属片（7）的一侧，两个所述第二电阻应变片（9）电性连接，所述测扰金属片（7）与弹性体（2）完全脱离。

5.根据权利要求4所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：所述安装卡板（8）与支撑销轴（1）滑动连接，所述第二电阻应变片（9）通过灌胶的方式固定在电子仓（6）内部。

6.根据权利要求5所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：所述第一电阻应变片（4）与第二电阻应变片（9）的型号相同，所述测扰金属片（7）材质与弹性体（2）材质相同。

7.根据权利要求6所述的一种具有全桥温度补偿的销轴式力传感器，其特征在于：两个所述第一电阻应变片（4）分布于一个惠斯登电桥内部，两个所述第二电阻应变片（9）分布于一个惠斯登电桥内部，两个惠斯登电桥做差分电路布局。