一种基于霍尔效应的梁式压力传感器制造技术

本发明专利技术涉及基于霍尔效应的梁式压力传感器，包括承载基体、磁铁和两霍尔器件；所述承载基体中部挖空形成底座、位于底座顶部的负载梁、以及位于底座和负载梁之间并与外界贯通的压力测量槽；所述负载梁底面中部往底座方向延伸，并于压力测量槽中形成一磁铁安装座；所述磁铁安装于所述磁铁安装座；所述两霍尔器件安装于所述压力测量槽，并分别位于所述磁铁的相对两侧。本发明专利技术通过将压力传感器收到的压力变化转化为磁场的变化，并基于霍尔效应的原理将磁场的变化转换为电压信号的变化，得到承载的物体的重量，由此以一种非接触性的测量，提高测量精度，并大大提高传感器的可调节性和可控性，具有生产成本低、性能可靠、测量可控和使用方便等有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于压力传感器领域，特别涉及一种基于霍尔效应的梁式压力传感器。
技术介绍
压力传感器是一种用于检测压力大小的单元，是各种秤称的主要功能模块，其主要原理是将外界作用的力，通过自身的物理变化或位置变化，利用敏感零件如应变片、霍尔器件、压电晶片等把这些非电量的物理变化转换成电信号变化，从而达到对力的测量的目的。现有压力传感器使用最多的是应变片式压力传感器，其主要通过粘贴在弹性元件上的应变片把受力作用产生的应变转换成电压的变化来达到测量的目的。但是，这种类型的传感器最大的局限是作为敏感元件的应变片安装和更换困难，且传感器的性能很大程度上受应变片粘贴质量的影响。这样使得测量精度受限，容易受外界干扰且无法调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于霍尔效应的梁式压力传感器，通过将压力传感器收到的压力变化转化为磁场的变化，并基于霍尔效应的原理将磁场的变化转换为电压信号的变化，得到承载的物体的重量，由此实现一种非接触性的测量，从而提高测量精度，并大大提高了传感器的可调节性和可控性，具有生产成本低、性能可靠、测量可控和使用方便等有益效果。为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于霍尔效应的梁式压力传感器，其包括承载基体、磁铁和两霍尔器件；所述承载基体中部挖空形成底座、位于底座顶部的负载梁、以及位于底座和负载梁之间并与外界贯通的压力测量槽；所述负载梁底面中部往底座方向延伸，并于压力测量槽中形成一磁铁安装座；所述磁铁安装于所述磁铁安装座；所述两霍尔器件安装于所述压力测量槽，并分别位于所述磁铁的相对两侧。由此本专利技术通过承载基体、磁铁和霍尔器件将压力传感器收到的压力变化转化为磁场的变化，并基于霍尔效应的原理将磁场的变化转换为电压信号的变化，得到承载的物体的重量，由此实现一种非接触性的测量，避免应变式压力传感器的贴片质量影响测量精度和难以更换的问题，从而提高测量精度，并大大提高传感器的可调节性和可控性，具有生产成本低、性能可靠、测量可控和使用方便等有益效果。作为本专利技术的进一步改进，本专利技术基于霍尔效应的梁式压力传感器还包括分别用于调节所述两霍尔器件的位置的两位置调节机构、以及用于分别安装所述两霍尔器件的两安装机构；所述两位置调节机构分别安装于所述两安装机构，且每一位置调节机构均包括用于沿所述承载基体长度方向调节霍尔器件的位置的第一向位调节部件、和/或用于沿所述承载基体宽度方向调节霍尔器件的位置的第二向位调节部件、和/或用于沿所述承载基体高度方向调节霍尔器件的位置的第三向位调节部件。通过增设的位置调节机构，实现对霍尔器件的位置的调整，从而进一步提高本专利技术的压力传感器的可调性和测量性能的可控性。作为本专利技术的进一步改进，每一安装机构包括一由所述压力测量槽槽内一侧沿承载基体长度方向往磁铁安装座延伸形成的安装靠板、一设置于所述磁铁安装座和所述安装靠板之间的滑块、一压脚板和两侧板；以及每一霍尔器件顶部设有引脚；所述压脚板通过第一向位调节部件安装于所述滑块的顶部；所述引脚夹置于所述压脚板和所述滑块之间，且霍尔器件通过所述引脚吊设于滑块和磁铁安装座之间；通过第一向位调节部件调节所述引脚被夹置的长度方向的位置，实现对霍尔器件于承载基体长度方向上的位置调节；所述两侧板分别安装于所述安装靠板和所述滑块的相对两外侧，且其分别通过一第二向位调节部件与所述滑块连接；通过第二向位调节部件带动所述滑块于承载基体宽度方向上移动，实现对霍尔器件于承载基体宽度方向上的位置调节；所述第三向位调节部件贯穿所述压力测量槽槽底与所述滑块底部连接；通过第三向位调节部件带动所述滑块于承载基体高度方向上移动，实现对霍尔器件于承载基体高度方向上的位置调节。通过对安装机构的结构的设计，有利于简化本专利技术压力传感器的结构构造，同时也保证了位置调节机构安装的稳固和平衡性，有利于进一步提高本专利技术压力传感器的测量精度。作为本专利技术的进一步改进，所述第一向位调节部件包括至少一第一向位调节螺钉；所述第一向位调节螺钉与所述滑块螺纹连接，且其贯穿所述压脚板并使压脚板抵压所述引脚。通过第一向位调节部件的结构，进一步简化了本专利技术压力传感器的结构，降低生产成本和进一步提高易操作性。作为本专利技术的进一步改进，所述第二向位调节部件包括至少一第二向位调节螺钉；所述第二向位调节螺钉与所述侧板螺纹连接，且其贯穿所述侧板并与所述滑块抵接。通过第二向位调节部件的结构，进一步简化了本专利技术压力传感器的结构，降低生产成本和进一步提高易操作性。作为本专利技术的进一步改进，所述第三向位调节部件包括至少一第三向位调节螺钉；所述第三向位调节螺钉与所述压力测量槽槽底螺纹连接，且其贯穿所述压力测量槽槽底并顶住所述滑块底部。通过第三向位调节部件的结构，进一步简化了本专利技术压力传感器的结构，降低生产成本和进一步提高易操作性。作为本专利技术的进一步改进，每一位置调节机构还包括一用于避免滑块在承载基体长度方向上移动的限位板；限位板设置于其调节机构所在的安装机构的滑块和所述磁铁安装座之间，并与所述安装靠板形成一用于容纳滑块的限位空间；及霍尔器件通过引脚吊设于限位板和磁铁安装座之间。通过限位板，有利于避免滑块被调节位置的过程中往承载基体的长度方向移动产生偏差而影响测量精度。作为本专利技术的进一步改进，基于霍尔效应的梁式压力传感器还包括过载保护机构；所述过载保护机构设置于所述磁铁安装座的正下方，以限定因负载梁承受负载后引起磁铁安装座下移的位移。通过过载保护机构的限制，有利于对因负载梁承受负载而引起磁铁安装座向下移动的位移大小进行限制，也即限制磁铁最大下移的位移，从而达到对负载梁的最大负载承载能力大小的控制，以实现对本专利技术的压力传感器的量程的控制。作为本专利技术的进一步改进，所述负载梁的顶面中部设有一托盘安装座，用于承载被测负载。通过托盘安装座，对被测负载进行承载，有利于将受力集中在负载梁的中部，而带动磁铁安装座下移，进一步提高测量的精度。作为本专利技术的进一步改进，所述两霍尔器件相互平行设置，并分别平行于所述磁铁的相对两侧。通过此处设置，方便将两霍尔器件的输出电路串联，其输出灵敏度可提高一倍，并改善了输入与输出的线性特性，有利于更好地对磁铁的磁场变化进行测量，进一步提高测量精度。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1是本专利技术基于霍尔效应的梁式压力传感器的侧视结构示意图；图2是本专利技术基于霍尔效应的梁式压力传感器的承载基体的侧视结构示意图；图3是图2中的梁式压力传感器进一步改进后的侧视结构示意图；图4是图3中的梁式压力传感器进一步改进后的立体结构示意图；图5是图4中的梁式压力传感器进一步改进后的俯视状态下的立体结构示意图；图6是图5中的梁式压力传感器在仰视状态下的立体结构示意图；图7是图5中的梁式压力传感器进一步改进后的立体结构示意图。具体实施方式请参阅图1，在本实施例中，本专利技术基于霍尔效应的梁式压力传感器包括承载基体1、磁铁2和两霍尔器件(31和32)。请参阅图2，具体地，所述承载基体1中部挖空形成底座11、位于底座11顶部的负载梁12、以及位于底座11和负载梁12之间并与外界贯通的压力测量槽13。所述负载梁12底面中部往底座11方向延伸，并于压力测量槽13中形成一磁铁安装座14。所述磁铁2安装于所述磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于霍尔效应的梁式压力传感器，其特征在于：包括承载基体、磁铁和两霍尔器件；所述承载基体中部挖空形成底座、位于底座顶部的负载梁、以及位于底座和负载梁之间并与外界贯通的压力测量槽；所述负载梁底面中部往底座方向延伸，并于压力测量槽中形成一磁铁安装座；所述磁铁安装于所述磁铁安装座；所述两霍尔器件安装于所述压力测量槽，并分别位于所述磁铁的相对两侧。

【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔效应的梁式压力传感器，其特征在于：包括承载基体、磁铁和两霍尔器件；所述承载基体中部挖空形成底座、位于底座顶部的负载梁、以及位于底座和负载梁之间并与外界贯通的压力测量槽；所述负载梁底面中部往底座方向延伸，并于压力测量槽中形成一磁铁安装座；所述磁铁安装于所述磁铁安装座；所述两霍尔器件安装于所述压力测量槽，并分别位于所述磁铁的相对两侧。2.根据权利要求1所述的基于霍尔效应的梁式压力传感器，其特征在于：还包括分别用于调节所述两霍尔器件的位置的两位置调节机构、以及用于分别安装所述两霍尔器件的两安装机构；所述两位置调节机构分别安装于所述两安装机构，且每一位置调节机构均包括用于沿所述承载基体长度方向调节霍尔器件的位置的第一向位调节部件、和/或用于沿所述承载基体宽度方向调节霍尔器件的位置的第二向位调节部件、和/或用于沿所述承载基体高度方向调节霍尔器件的位置的第三向位调节部件。3.根据权利要求2所述的基于霍尔效应的梁式压力传感器，其特征在于：每一安装机构包括一由所述压力测量槽槽内一侧沿承载基体长度方向往磁铁安装座延伸形成的安装靠板、一设置于所述磁铁安装座和所述安装靠板之间的滑块、一压脚板和两侧板；以及每一霍尔器件顶部设有引脚；所述压脚板通过第一向位调节部件安装于所述滑块的顶部；所述引脚夹置于所述压脚板和所述滑块之间，且霍尔器件通过所述引脚吊设于滑块和磁铁安装座之间；通过第一向位调节部件调节所述引脚被夹置的长度方向的位置，实现对霍尔器件于承载基体长度方向上的位置调节；所述两侧板分别安装于所述安装靠板和所述滑块的相对两外侧，且其分别通过一第二向位调节部件与所述滑块连接；通过第二向位调节部件带动所述滑块于承载基体宽度方向上移动，实现对霍尔器件于承载基体宽度方向上的位置调节；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湘勤，黄晨华，
申请(专利权)人：韶关学院，
类型：发明
国别省市：广东;44