CN2489326Y - 在线自动检测装置用的力传感器 - Google Patents

Abstract

适用于线状、绳状、束状、条子、片状物料受力检测或片状物料厚度检测的在线自动检测装置用的力传感器,包括固定在平板上的等截面传感弹性片,穿过平板和弹性片中心的扭转轴,扭转轴一侧为检测端,另一端固定有磁性体,检测端的一侧或两侧有被测物料传导部件,另一端的磁场中设传感器信号输出元件。优点是结合利用弹性片和扭转轴的作用,被测物料张力变化、扭转轴尾端位移、磁场强度和输出电压呈线性关系,能精确实时进行在线检测。

Description

在线自动检测装置用的力传感器

本实用新型涉及在线自动检测装置用的力传感器，适用于线状、绳状、束状、条子、片状等物料，如纱线、纤维条、电线电缆、光纤光缆、纸张、钢板、磁带、塑料薄膜等物料运动中受力的检测和传感，也可用于检测片状物料的厚度、胶辊的偏心度，刀片的利度，纺纱机锭带的松紧度，以及手术缝合线的松紧度测定。

现有的力传感器通常采用的变换力的弹性元件有以下几种：等截面圆柱式、圆环式、等截面薄板、悬臂梁及扭转轴状等结构形式。等截面圆柱式根据纵截面形状分为实心和空心两种，结构简单，便于加工，且可承受较大负荷，实心形式可测大于10kN的力，空心形式只能测1～10kN中等力；圆环式比圆柱式输出位移量大，因而灵敏度较高，适于测较小的力，但工艺加工性差，制作时不易达到高精度，测力时各变形部位应力不均匀；等截面薄板又称膜片，将膜片边缘固定，膜片一面受力时产生弯曲变形，产生径向和切向应变，由此测出作用力大小；悬臂梁式为一端固定一端自由的弹性元件，结构简单，加工方便，应变和位移较大，适于测1～5kN的力；扭转轴状弹性元件专门用于测量扭矩，用来制作扭矩传感器，把扭矩变换成角位移并转换成电信号输出。采用上述弹性元件的传感器各有不同用途和优缺点。

本实用新型的目的是建立一种新结构的在线自动检测装置用的力传感器。

本实用新型的结构特征在于包括：两侧紧固在平板上且与所述平板不紧贴的一块等截面弹性片，穿过上述平板和弹性片的中心且与弹性片紧固在一起的扭转轴，扭转轴的一端即检测端与被测物料接触，另一端即尾端的一侧或两侧则固定有磁性体，检测端的一侧或两侧设有被测物料传导部件，经过传导部件后物料与扭转轴检测端的接触形成一个包围角，扭转轴尾端磁场中固定有传感器的信号输出元件。在线检测过程中，当运动中的物料张力波动时，扭转轴检测端受力增大，并通过与扭转轴紧固在一起的弹性片的作用发生扭转，扭转轴的尾端发生相应位移，由此引起的磁场变化，以电压线性变化的形式输出，反映出被测物料的张力变化。

本实用新型的优点是结合利用了弹性片和磁电扭转轴两种传感元件的复合作用，被测物料的张力变化、扭转轴尾端的位移量、对应磁场强度变化输出的电压呈线性关系，能精确实时对被测物料张力或厚度进行在线自动检测。

附图1为本实用新型结构示意图；附图2为图1中A点的受力示意图；图3为图1中B点部位的侧视图。

图中：

1.弹性片；2.扭转轴；3.固定平板；4.磁性体；5.物料传导部件；6.信号输出元件；7.被测物料。

以下对本实用新型作实施说明。

1.弹性片1可选用不同弹性模量的材料、不同的宽度和不同的高度或厚度，由此调节测力范围、分辨率大小及弹性片1的变形量，使其达到动态线性输出要求。

2.扭转轴2的检测点可前后变化，由此改变动态量程的大小；利用扛杆原理改变扭转轴2的长短可改变其检测的分辨率。

3.磁性体4可设于扭转轴2的尾端，也可设于扭转轴2的其他部位；磁性体4的磁性为同性、异性均可；改变磁性体4的大小、强度、间距及其与弹性片1间的距离可调整测力范围和分辨率大小。

4.改变物料传导部件5与扭转轴2的距离和相对位置可以改变测力范围和物料7对扭转轴2包角的大小。

5.在动态检测物料7厚度时，设置与扭转轴2检测端平行的物料传导辊，将扭转轴2与传导辊以一定力接触时(无物料传输)的输出信号调整为零，并以标准厚度物料校正输出信号的允许偏差范围的中点，确定允许的厚度偏差范围，即可进行在线厚度变化的测定。

利用本实用新型的力传感器可制造以下测试仪器：弹性模量测定仪、抱合力测定仪、摩擦系数测定仪、强力伸长测定仪、物料弛豫性能测定仪等。

Claims (1)

1.在线自动检测装置用的力传感器，其特征在于包括：两侧紧固在平板3上且与平板3不紧贴的一块等截面弹性片1，穿过平板3和弹性片1的中心且与弹性片1紧固在一起的扭转轴2，扭转轴2的一端即检测端与被测物料7接触，另一端即尾端的一侧或两侧固定有磁性体4，检测端的一侧或两侧设有被测物料传导部件5，尾端的磁场中固定有磁电传感器的信号输出元件6。

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