一种无线传输式压电二向测力仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无线传输式压电二向测力仪，属于传感器及其测控领域，它由传感器壳体底座，力敏元件，传感器壳体上盖，无线传输模块组成，其特征是：所述底座开有圆环形凹槽和圆柱形凸台，用于固定力敏元件，所述上盖下表面有凸台，所述上盖上表面开有四个同圆分布的螺纹孔和一个导线孔，所述力敏元件上表面与上盖的下表面接触，通过电子束封焊连接，所述无线传输模块包括壳体底座，壳体上盖，数据采集卡和无线发射装置，所述壳体底座开有一个导线孔和四个同圆分布的螺纹孔，所述壳体上盖开有八个同圆分布的螺纹孔，所述无线传输模块通过螺栓固定在传感器上。本实用新型专利技术工艺性好，操作简单，同时解决了传感器测量过程中输出线的缠绕问题。

A wireless transmission piezoelectric two direction dynamometer

The utility model relates to a wireless transmission piezoelectric two-way dynamometer, belonging to the field of sensors and their measurement and control, which is composed of a sensor shell base, a force sensor, a sensor shell upper cover and a wireless transmission module, and is characterized in that the base is provided with a circular groove and a cylindrical bump for fixing a force sensor. There are four threaded holes and a conductor hole on the upper surface of the upper cover. The upper surface of the force sensor element contacts the lower surface of the upper cover and is connected by an electron beam sealing welding. The wireless transmission module comprises a shell base, a shell upper cover, a data acquisition card and a wireless transmitter. The base of the shell is provided with a conductor hole and four threaded holes with the same circle distribution. The shell is covered with eight threaded holes with the same circle distribution. The wireless transmission module is fixed on the sensor through bolts. The utility model has the advantages of good workmanship and simple operation, and solves the winding problem of the output line in the process of sensor measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种无线传输式压电二向测力仪
本技术属于传感器及其测控领，域特别涉及一种无线传输式压电二向测力仪。
技术介绍
目前，压电式传感器是一种利用智能压电材料作为力敏元件的动态测量形式。压电效应理论与应用基础研究一直是压电学科研究的核心问题。其中，压电式扭矩传感器一般通过石英晶片的剪切效应来进行测量，测量方法一般为将传感器的多组力敏元件（Y0切型晶组）均匀的分布在半径为R的圆上，再通过“力×力臂”的方式间接测量力矩，这种测量方式为了保证晶片受力均匀，对晶组之间有严格的等高性要求，晶体与壳体接触表面要有较高的平面度和粗糙度要求，使得晶体结构复杂，工艺要求高，成本高，同时许多压电传感器在使用过程中会存在绕线的问题，限制了压电传感器的适用环境。专利CN105593106A中公开了一种扭矩传感器，该结构传感器用于测量车辆上转向轴的扭矩大小，磁性装置通过接收转子和定子的磁性量实现扭矩的测量。这种磁电式传感器可以实现非接触测量，但是固有频率相对较低。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种无线传输式压电二向测力仪，技术性能高，工作可靠，便于安装和维修，具有灵敏度高，刚性高，测量精度高的特点。本技术采用如下技术手段实现技术的目的：一种无线传输式压电二向测力仪，它由传感器壳体底座（1），力敏元件（8），传感器壳体上盖（2），无线传输模块组成，其特征是：所述底座（1）开有圆环形凹槽和圆柱形凸台（9），用于固定力敏元件（8），所述上盖下表面有凸台（13），所述上盖上表面开有四个同圆分布的螺纹孔（12）和一个导线孔（14），所述力敏元件（8）上表面与上盖的下表面接触，通过电子束封焊连接，所述无线传输模块包括壳体底座（3），壳体上盖（4），数据采集卡和无线发射装置（5），所述壳体底座（3）开有一个导线孔（15）和四个同圆分布的螺纹孔（16），所述壳体上盖（4）开有八个同圆分布的螺纹孔（17），其中四个用于固定无线传输盒，四个用于安装固定，所述无线传输模块通过螺栓（6）固定在传感器上。作为本技术方案的进一步限定，所述力敏元件（8）包括由两片承受拉压效应的X0°切型晶片、电极片作为轴向力Fz的测量晶组、三片具有“扭转效应”的Y0切型晶片一、电极片（A）、（B）、（C）、（D）作为扭矩Mz的测量晶组。所述扭矩测量晶组最上层晶体下表面与电极（A）、（B）上表面粘合；中间晶片上表面与电极（A）、（B）下表面粘合，下表面与电极（C）、（D）上表面粘合；最下层晶片上表面与电极（C）、（D）下表面粘合。所述力敏元件通过调整垫片（7）和凸台（9）固定在传感器壳体上。作为本技术方案的进一步限定，所述力敏元件（8）测量输出电荷量通过导线（11）经过传感器上盖（4）的导线孔（14）和无线传输装置壳体底座（3）的导线孔（15）与数据采集卡相连，在经过无线发射装置将信号传输到上位机，进行数据处理。与现有技术相比，本技术的效果是：本技术无线传输式压电二向测力仪解决了测量过程中绕线问题，并且具有较高的静态和动态性能，扭矩测量晶组只在扭矩作用下产生压电效应，不受各径向力和轴向力的影响，不产生向间干扰，不需要解耦运算。所以结构简单，晶片数量少，成本大大降低，测量方便，精度高，轴向力测量范围大等特点。附图说明图1无线传输式压电二向测力仪结构示意图图2传感器壳体底座示意图图3传感器壳体上盖仰视图图4传感器壳体上盖俯视图图5无线传输模块壳体底座示意图图6无线传输模块壳体上盖示意图图7力敏元件机构示意图1-传感器壳体底座，2-传感器壳体上盖，3-无线传输模块壳体底座，4-无线传输模块壳体上盖，5-无线传输装置，6-螺栓，7-调整垫片，8-力敏元件，9-凸台，10-电极片，11-导线，12-传感器壳体上盖螺纹孔，13-传感器壳体上盖凸台，14-传感器壳体上盖导线孔，15-无线传输模块壳体底座通孔，16-无线传输模块壳体底座螺纹孔，17-无线传输模块壳体上盖螺纹孔，A、B、C、D、E、F、G、H-电极片。具体实施方式下面结合附图具体说明本技术的实施，参见图1-7，本技术包括传感器壳体底座（1），力敏元件（8），传感器壳体上盖（2），无线传输模块组成，其特征是：所述底座（1）开有圆环形凹槽和圆柱形凸台（9），用于固定力敏元件（8），所述上盖下表面有凸台（13），所述上盖上表面开有四个同圆分布的螺纹孔（12）和一个导线孔（14），所述力敏元件（8）上表面与上盖的下表面接触，通过电子束封焊连接，所述无线传输模块包括壳体底座（3），壳体上盖（4），数据采集卡和无线发射装置（5），所述壳体底座（3）开有一个导线孔（15）和四个同圆分布的螺纹孔（16），所述壳体上盖（4）开有八个同圆分布的螺纹孔（17），其中四个用于固定无线传输盒，四个用于安装固定，所述无线传输模块通过螺栓（6）固定在传感器上。感器壳体底座（1）和传感器壳体上盖（2）的材料均是304不锈钢。安装时将晶组按照灵敏度的方向放置在传感器壳体底座凹槽内，力敏元件（8）测量输出电荷量通过导线（11）经过传感器上盖（4）的导线孔（14）和无线传输装置壳体底座（3）的导线孔（15）与数据采集卡相连。当传感器壳体上盖（2）受力时，轴向力和扭矩通过上盖传递到力敏元件（8）上，扭矩作用通过摩擦方式使得晶片表面产生束缚，电荷通过电极片A、B、C、D引出，电极片B、D并联后接地，电极片A、C经导线孔（14）、（15）引出传输到无线传输装置（5）中的数据采集卡再经过无线发射模块传送给上位机进行下一步处理，轴向力通过拉压的方式传递到晶组，电极片E、F并联，电极片G通过导线孔（14）、（15）引出传输到无线传输装置（5）中的数据采集卡再经过无线发射模块传送给上位机进行下一步处理，完成测量过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传输式压电二向测力仪，它由传感器壳体底座（1），力敏元件（8），传感器壳体上盖（2），无线传输模块组成，其特征是：所述底座（1）开有圆环形凹槽和圆柱形凸台（9），用于固定力敏元件（8），所述上盖下表面有凸台（13），所述上盖上表面开有四个同圆分布的螺纹孔（12）和一个导线孔（14），所述力敏元件（8）上表面与上盖的下表面接触，通过电子束封焊连接，所述无线传输模块包括壳体底座（3），壳体上盖（4），数据采集卡和无线发射装置（5），所述壳体底座（3）开有一个导线孔（15）和四个同圆分布的螺纹孔（16），所述壳体上盖（4）开有八个同圆分布的螺纹孔（17），其中四个用于固定无线传输盒，四个用于安装固定，所述无线传输模块通过螺栓（6）固定在传感器上。

【技术特征摘要】
1.一种无线传输式压电二向测力仪，它由传感器壳体底座（1），力敏元件（8），传感器壳体上盖（2），无线传输模块组成，其特征是：所述底座（1）开有圆环形凹槽和圆柱形凸台（9），用于固定力敏元件（8），所述上盖下表面有凸台（13），所述上盖上表面开有四个同圆分布的螺纹孔（12）和一个导线孔（14），所述力敏元件（8）上表面与上盖的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：郇正泽，李映君，杨聪，郑军海，韩祥东，孙建波，陈斯，王旭，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：新型
国别省市：山东,37