CN2253469Y - 环形石英谐振式称重传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种环形石英谐振式称重传感器,其石英谐振器的石英振子装夹在环形弹性体内,振荡差频电路板设置在一侧密封盖上。两组石英谐振器的输出端接差频电路,差频电路的输出端接整形电路组成振荡差频电路。称重时输出为频率方波脉冲,可与微处理器直接接口。获得数字显示。可制作手提电子秤、台式电子秤等。本实用新型结构简单、成本较低,且稳定性和精密度均优于模拟式传感器。
Description
本实用新型涉及一种称重用传感器,尤其涉及一种环形石英谐振式称重传感器。
目前,电子衡器所用传感器多为应变片式传感器,它输出的是电压模拟量,要实现数字显示,还必须进行信号放大和数模变换。虽然信号放大、模拟转换技术已经比较成熟,但技术难度较高、精度要求高,因此产品造价相对较高。
本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供一种结构结构简单、造价较低,可与微处理器直接接口新型称重传感器。
本实用新型的目的是这样实现的:石英谐振器的石英基片承受应力时,振荡器的谐振频率会产生偏移,其偏移量的大小与承受的应力大小、着力方向有关。据此,本实用新型设计一种由环形弹性体、密封盖、石英谐振器及相应的振荡差频电路板组成的传感器。石英谐振器的石英振子装夹在环形弹性体内,并用两密封盖密封,振荡差频电路板设置在一侧密封盖上。
本实用新型所述振荡差频电路是由两组石英谐振器的输出接一差频电路,差频电路的输出端接一整形电路组成。两组石英谐振器一组用作受力称重,一组用作参比,以消除其同向的温度频率漂移。
本实用新型所述的振荡差频电路中的振荡、差频、整形可以是采用六个反向器及电阻、电容组成集成电路。
本实用新型所述的石英谐振器为高频石英谐振器。
本实用新型是将石英谐振器的石英振子装夹在环形弹性体内,振荡差频电路板设置在一侧密封盖上。振荡差频电路的两组石英谐振器的输出端接差频电路,差频电路的输出端接整形电路。环形弹性体受力后,即传递应力给石英振子使其谐振频率发生偏移,经差频、整形输出为频率方波脉冲,可与微处理器直接接口。再配置相应的构件可制作手提电子秤、台式电子秤或用作自动化流水线称重配料秤用传感器。本实用新型结构简单、使用寿命长、成本较低,且稳定性和精密度均优于模拟式传感器。
结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
附图1、本实用新型结构示意图;
附图2、本实用新型石英振子装夹在环形弹性体状态示意图;
附图3、本实用新型电路图;
实施例,如附图1、附图2所示:环形弹性体(1)的中部有一横杆,圆形石英振子(2)夹在横杆的中间,并有一定的预应力,两片密封盖(3)用密封胶粘接于环形弹性体(1)的圆环上,振荡差频电路板(4)装在其中一片密封盖(3)上。环形弹性体(1)的上下两端各设置一受力孔(11)。
如附图3所示:石英振子(2)并联电阻R1和反向器IC1后,接反向器IC3形成受力称重石英谐振器;石英振子(2a)并联电阻R2和反向器IC2后,接反向器IC4形成参比石英谐振器;两组石英谐振器的输出接一反向器IC5与电阻R3并联而成的差频电路,差频电路的输出端接一反向器IC6与电阻R4并联而成的由整形电路。
当被称重量挂在环形弹性体(1)的受力孔(11)上,环形弹性体(1)受拉径向收缩变形,由于石英振子(2)的刚性远比环形弹性体来得大,于是它的弹性变形被抑制,而将应力传递给石英振子(2),整个传力系统处于准刚性状态,变形位移极小。
石英振子(2)受力后其谐振频率发生偏移,将其与参比石英谐振器的谐振频率通过IC5和电阻R3组成的差频器检出二者的差值,该差值对应于被测重量且成线性关系,再通过IC6。和电阻R4组成的整形器输出为频率方波脉冲。
(fT+ΔfT+Δft)-(fo+Δft)=kf+ΔfT
fT—受力称重石英谐振器频率
fo—参比石英谐振器频率
kf=fT-Fo
ΔfT—由载荷引起的频率偏移值
Δft—由温度引起的频率偏移值
石英谐振器还存在一个力的温度系数用差频器无发消除,需要在微处理器中进行温度补偿。传感器输出的频率接入微处理器,经零点自动修正和量化处理后即可得到重量值的显示。传感器可由3伏直流电源供电。
Claims (3)
1、一种环形石英谐振式称重传感器,是由受力构件、传感元件及相应的电路等组成,其特征在于:所述的受力构件为环形弹性体,传感元件为石英谐振器,石英谐振器的石英振子装夹在环形弹性体内,并用两密封盖密封,振荡差频电路板设置在一侧密封盖上。
2、根据权利要求1所述的环形石英谐振式称重传感器,其特征在于,所述振荡差频电路是由两组石英谐振器的输出接一差频电路,差频电路的输出端接一整形电路组成。
3、根据权利要求1或2所述的环形石英谐振式称重传感器,其特征在于:所述的振荡差频电路中的振荡、差频、整形可以是采用六个反向器及电阻、电容组成的集成电路。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9164004B2 (en) | 2010-04-07 | 2015-10-20 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Hermetic weighing cell having overload protection |
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1996
- 1996-03-18 CN CN 96205830 patent/CN2253469Y/zh not_active Expired - Fee Related
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |