CN2249892Y - 用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子称量装置的电阻应变式传感器。本传感器具有4个应变片和五孔环形弹性体，弹性体具有中心孔和围绕中心孔等分对称设置的4个应变形成孔，在弹性体的上部及下部设有应变形成槽，在弹性体的上端及下端设有受力接口，应变片设在中心孔中且固定在构成中心孔的壁上，且位于过中心孔及应变形成孔的圆心的直线上。本传感器加工方便、成本较低、使用中精度高、长期稳定性好、便于与秤体连接。

Description

用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器

本实用新型涉及一种电子称量装置的电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器，基于四个基本的转换环节，即在重力的作用下传感器产生应变ε，由相应的应变ε产生电阻的变化△R，再由电阻的变化△R产生电压输出△U。现在，应变式传感器的测量精度和使用可靠性日趋提高。已应用到几乎所有称重传感和测力领域。电阻应变式传感器的主要技术指标有两个，即灵敏度和精度，灵敏度即为传感器电源的输出电压与输入电压之比，一般应变ε越大，灵敏度越高；而应变实测曲线与理论直线的接近的程度是影响测量精度的因素之一；在应变ε较大时，应变实测曲线与理论直线的相关程度较差，则精度较差。所以制作传感器时的一般控制其应变的范围为500～1000uε(微应变)，在这种情况下可保证所测数值比较精确。目前，市场上用的较多的电阻应变式传感器的结构型式主要有S型剪切式、双孔平行梁式、双连孔平行梁式和S型方框平行梁式四种。S型剪切式传感器的结构如图1及图2所示，其腹板(1a)的厚度因加工上的困难不可能做得很薄，即使腹板(1a)能加工得较薄，因散热条件变差故会影响传感器的精度，因此这种传感器不适用于小量程电子秤。其余三种传感器的结构如图3至图5所示，主要问题是对传感器的中心孔(4a)及应变产生槽(5a)需分步切削加工(见图3及图4)，或对中心孔(4a)及上下端面(6a)需分步切削加工(见图5)，不仅加工成本较高，且对变形主体(2a)的贴片处(3a)的尺寸精度不易保证，从而影响传感器的精度。

本实用新型的目的是，提供一种加工方便、成本较低、使用中精度较高的用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器。

实现本实用新型目的的技术方案是(参见图6及图7)，本传感器具有4片应变片(2)，还具有五孔环形弹性体(1)，弹性体(1)的基本形状为具有通孔及通槽的圆柱体；弹性体(1)具有圆柱形的中心孔(11)和4个应变形成孔(12)，中心孔(11)的轴线与圆柱体的轴线相同，4个应变形成孔(12)直径相同、且等分对称设置在中心孔(11)的周围；弹性体(1)还具有设在上下部的2个应变形成槽(13)，应变形成槽(13)槽体的宽度方向与圆柱体轴线相平行、且槽体的长度方向与2个相邻的应变形成孔(12)的圆心连线相平行；弹性体(1)的上端及下端还设有受力接口(14)；应变片(2)设在中心孔(11)中且固定在构成中心孔(11)的壁上、且位于过中心孔(11)及应变形成孔(12)的圆心的直线上。

上述应变形成槽(13)与相邻的两个应变形成孔(12)相连通。

参见图8及图9，上述应变形成槽(13)与相邻的两个应变形成孔(12)之间设有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄处的高度为0.2～2mm。

上述受力接口(14)为通孔，设在弹性体上下端的受力接头(16)上，上下两个受力通孔(14)的圆心的连线过圆柱体的圆心，且与应变形成槽(13)的长度方向相垂直。

在上述受力接头(16)上还设有过截保护螺钉(3)，螺钉(3)穿过受力接头(16)上的通孔后旋合在弹性体(1)的主体上。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型弹性体主体上的五孔可通过专用工装夹具一次钻孔成型，故可满足处于中心孔与应变形成孔之间的变形主体对加工精度的严格要求，这种结构在使用中可使变形主体的处于与应变片相联接的部位、也即贴片处变形最大，而在其它部位变形较小，从而可保证传感器有较高的灵敏度和精度，并具有较好的长期稳定性。同时加工也较方便、成本较低。因弹性体采用圆柱体形状，故在将本传感器与秤体连接时，其连接部位的选择余地较大，便于连接。

图1为已有的S型剪切式传感器的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为已有的双连孔平行梁式传感器的结构示意图。

图4为已有的S型方框平行梁式传感器的结构示意图。

图5为已有的双孔平行梁式传感器的结构示意图。

图6为本实用新型的一种结构示意图。

图7为图6的A-A剖视图。

图8为本实用新型的另一种结构示意图。

图9为图8的B-B剖视图。

图10为本实用新型应变片的接线图。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1，

见图6、图7及图10，

用LY-12合金铝棒切削加工制成如图6及图7所示形状的弹性体(1)。弹性体(1)的基本形状为具有通孔及通槽的圆柱体；弹性体(1)具有弹性体主体(18)及上下两端的两个受力接头(16)，弹性体主体(18)具有圆柱形的中心孔(11)和4个应变形成孔(12)，中心孔(11)的轴线与圆柱体的轴线相同，4个应变形成孔(12)直径相同、等分对称设置在中心孔(11)的周围且两两成水平设置；弹性体(1)还具有设在应变形成孔(12)上方及下方的2个应变形成槽(13)，应变形成槽(13)槽体的长度方向为水平设置，且与相邻的两个应变形成孔(12)相连通，在中心孔(11)及应变形成孔(12)之间形成环状变形主体(17)。弹性体(1)的两个应变形成槽(13)的上方及下方是受力接头(16)，受力接头(16)上设有通孔作为受力孔(14)；上下两个受力孔(14)的圆心的连线过圆柱体的圆心，且与应变形成槽(13)的长度方向相垂直。在受力接头(16)的槽口一侧设有螺钉通孔，在弹性体主体(18)的作为应变形成槽(13)的一侧槽壁上设有螺孔，螺钉(3)的尾端穿过受力接头(16)的螺钉通孔后旋合在弹性体主体(18)的螺孔中。

应变片(2)为箔式应变片，本实施例采用的为从航空工业总公司中原电测仪器厂外购的型号为BF1000-3AA的应变片，将4片应变片(2)用610应变胶粘合固定在中心孔(11)的孔壁上，且使各应变片(2)位于过中心孔(11)及应变形成孔(12)的圆心的直线上。4片应变片(2)的接线方法如图10所示，图中应变片(2)的标号为R1至R4，Ui为输入电压，Uo为输出电压。

实施例2，

见图8至图10，

其余同实施例1，不同之处在于，应变形成槽(13)与相邻的两个应变形成孔(12)不相通，在它们中间设有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄处的高度为1mm。

Claims (5)

1、一种用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器，具有4片应变片(2)，其特征在于，还具有五孔环形弹性体(1)，弹性体(1)的基本形状为具有通孔及通槽的圆柱体；弹性体(1)具有圆柱形的中心孔(11)和4个应变形成孔(12)，中心孔(11)的轴线与圆柱体的轴线相同，4个应变形成孔(12)直径相同、且等分对称设置在中心孔(11)的周围；弹性体(1)还具有设在上下部的2个应变形成槽(13)，应变形成槽(13)槽体的宽度方向与圆柱体轴线相平行、且槽体的长度方向与2个相邻的应变形成孔(12)的圆心连线相平行；弹性体(1)的上端及下端还设有受力接口(14)；应变片(2)设在中心孔(11)中且固定在构成中心孔(11)的壁上、且位于过中心孔(11)及应变形成孔(12)的圆心的直线上。

2、根据权利要求1所述的用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器，其特征在于，应变形成槽(13)与相邻的两个应变形成孔(12)相连通。

3、根据权利要求1所述的用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器，其特征在于，应变形成槽(13)与相邻的两个应变形成孔(12)之间设有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄处的高度为0.2～2mm。

4、根据权利要求2或3所述的用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器，其特征在于，受力接口(14)为通孔，设在弹性体上下端的受力接头(16)上，上下两个受力通孔(14)的圆心的连线过圆柱体的圆心，且与应变形成槽(13)的长度方向相垂直。

5、根据权利要求4所述的用于便携式电子钩秤的电阻应变式传感器，其特征在于，在受力接头(16)上还设有过截保护螺钉(3)，螺钉(3)穿过受力接头(16)上的通孔后旋合在弹性体(1)的主体上。

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