一种应变式三维力传感器制造技术
【技术实现步骤摘要】
一种应变式三维力传感器
本专利技术属于多维力测量
，具体涉及一种应变式三维力传感器。
技术介绍
三维力的测量涉及到医疗、化工、食品、制造等所有需要使用机械设备的领域。通过测量机械设备运行过程中的实际受力情况可以监测和判断设备运行状态、反馈和优化运行参数，这对于保证设备运行稳定性、提高生产安全性和控制产品质量具有重要作用。三维力测量的重点和难点在于三维力的维间耦合。所谓维间耦合是指多维力传感器在测量X、Y和Z方向三个互相垂直的分力过程中，任何一个方向的测量结果不仅在该方向分力作用下产生输出信号，而且在另外两个方向分力的作用下也会产生不应该有的输出的现象。维间耦合是影响测量精度的重要因素，为了减小或消除维间耦合，目前多维力传感器通常采用复杂的结构设计或者通过对传感器输出信号进行解耦计算来降低耦合误差，提高测量精度。为了满足三维力测量在不同生产领域的应用需求，迫切需要一种结构简单、性能可靠、便于加工和使用，并能够实现维间解耦的三维力传感器。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种应变式三维力传感器，可以适用于不同领域、不同场合、不同对象...
【技术保护点】
一种应变式三维力传感器，包括弹性敏感元件(2)，其特征在于：弹性敏感元件(2)的一端设有受力端(1)，另一端设有固定端(7)，弹性敏感元件(2)的表面贴有电阻应变片(4)，电阻应变片(4)连接成惠斯通测量电桥，惠斯通测量电桥输出和信号处理电路连接；所述的弹性敏感元件(2)为双正交正八角环结构，由两个互相垂直的正八角环结构交叉构成，八角环结构内部处于水平位置的两个环面上加工出至少10mm×10mm的平面区域(5)用来粘贴电阻应变片(4)；所述的惠斯通测量电桥的组合方式采用电补偿原理进行组合，根据粘贴在双正交正八角环弹性敏感元件(2)表面的电阻应变片(4)受到的应力大小和正负规...
【技术特征摘要】
1.一种应变式三维力传感器，包括弹性敏感元件(2)，其特征在于：弹性敏感元件(2)的一端设有受力端(1)，另一端设有固定端(7)，弹性敏感元件(2)的表面贴有电阻应变片(4)，电阻应变片(4)连接成惠斯通测量电桥，惠斯通测量电桥输出和信号处理电路连接；所述的弹性敏感元件(2)为双正交正八角环结构，由两个互相垂直的正八角环结构交叉构成，八角环结构内部处于水平位置的两个环面上加工出至少10mm×10mm的平面区域(5)用来粘贴电阻应变片(4)；所述的惠斯通测量电桥的组合方式采用电补偿原理进行组合，根据粘贴在双正交正八角环弹性敏感元件(2)表面的电阻应变片(4)受到的应力大小和正负规律组合成测量电桥，三组测量电桥分别用于测量三维力分量，实现三维力分量的解耦测量；所述的信号处理电路采用集成电路板，对三组测量电桥输出的模拟信号进行放大、滤波处理从而获得标准的1～5V或者4～20mA工业信号，并进一步转换为可被记录的数字信号。2.根据权利要求1所述的一种应变式三维力传感器，其特征在于：所述的受力端(1)根据被测三维力的实际情况设计成针状、平面状或凹槽状形状，并且受力端(1)和弹性敏感元件(2)为一体化零件。3.根据权利要求1所述的一种应变式三维力传感器，其特征在于：所述的电阻应变片(4)采用箔式金属电阻应变片或者由半导体材料的体电阻制作成的粘贴式半导体应变片，电阻应变片(4)中主要部分为敏感电阻(3)。4.根据权利要求1所述的一种应变式三维力传感器，其特征在于：所述的固定端(7)根据实际安装需要设计成不同形状，在固定端(7)上带有固定传感器的螺纹孔(6)。5.根据权利要求1所述的一种应变式三维力传感器，其特征在于：所述的固定端(7)、弹性敏感元件(2)和受力端(1)采用3D打印技术或铸造技术加工成一个整体。6.根据权利要求1所述的一种应变式三维力传感器，其特征在于：所述的弹性敏感元件(2)表面粘贴有12片具有相同电阻值的电阻应变片R1～R12，其中R1～R8一共4对电阻应变片粘贴在两个八角环结构靠近传感器固定端(7)的4个45°外表面上，应变片栅丝走向沿所在表面的长度方向，每一对电阻应变片的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵友，赵玉龙，李村，梁松博，秦亚飞，李波，韩超，马鑫，王磊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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