一种测量物理量-力的大小的钢弦式力传感器制造技术

一种测量物理量－力的大小的钢弦式力传感器，它有带压盖和底盖的盒体，盒体上部空腔有两个传压塞，活塞间充满液体，盒体中部有工作膜，工作膜上有钢弦柱和磁感元件、钢弦柱上拉紧钢弦，工作膜受压使钢弦产生不同频率的振动，通过磁感元件转换为电信号输出，从而换算出力的大小值。由于有两个活塞传压可以根据传压比设计成各种量程；由于工作膜与壳体是旋松连接的，壳体的变形不影响测量精度，因此可用于各种量程和高精度的力的测量。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器，属于力传感器的一种。与本专利技术最相近的技术方案，由申请人1988年4月6日申请的专利号为ZL882210950.2的活塞传压弦式液压传感器。它主要是用于测量液体的压力，它的结构是由盒体(1)、工作膜(2)、进液盖(3)、底盖(12)、进液盖(3)中安设的传压活塞(4)、工作膜(2)下面的钢弦柱(6)、钢弦柱(6)上钢弦(7)以及磁感元件(9)、(10)所组成的。它的作用只能用于测量液体的压力而不能测量力。当然如果活塞露出外壳也可以直接测量力，但量程小、误差大无实用价值。由于它的工作膜(2)与盒体(1)直接连成一个整体，所以当盒体机械变形或使用时底部不平造成受力不均时，钢弦(7)的振动频率发生较大变化，造成测量误差较大。本专利技术的目的，是专利技术一种能用来测量力的、量程范围大的、测量精度高的钢弦式力传感器。本专利技术的技术方案是在盒体(1)上有压盖(3)、底盖(19)，盒体(1)内上部是一个等直径的或变径的空腔，上部空腔有传压活塞(4)和活塞(8)，且两活塞间充满粘稠液体，活塞(9)的顶部为凹球面，下部空腔盒体的横隔厚凸台上螺纹连接着工作膜(10)，并固应上钢弦柱(14)，钢弦柱(14)上固定钢弦(18)，工作膜(10)上固定上磁感应元件。测量力的大小时，活塞(4)上放钢球或球面盖，力通过钢球或球面盖作用于活塞(4)的中心，通过液体传给活塞(8)、活塞(8)加压在工作膜上，工作膜的受压变形使钢弦(18)根据力的大小产生不同频率的振动、磁感元件将振动频率转换为电信号，通过电线传输给测试仪表显示出频率，根据频率换算出力值，或经二次仪表转换直接显示出力的大小值。本专利技术的积极效果是1、由于活塞设有凹球面力通过钢球作用在中心线上，而且两活塞间靠液体传递压力，避免了力的偏心造成的测量误差；2、当上部空腔为两个不同直径的活塞时，受压面积不一样，根据传压比可以设计成各种量程的力传感器；3、由于工作膜通过螺纹松松地的旋在盒体内凸台上，所以盒体受力发生机械变形或使用的时候底座不平，对钢弦频率无影响，保证了测量精度。下面结合附图说明本专利技术的一个实施例。图1是本专利技术实施例的内部结构剖视图(1)盒体；(2)海棉；(3)压盖；(4)大活塞；(5)堵；(6)、(7)、(9)、(20)O型密封圈，(8)小活塞，(10)工作膜，(11)出线咀，(12)电缆插头，(13)钢弦柱，(14)接线板，(15)磁头板，(16)激发线圈，(17)感应线圈，(18)钢弦，(19)后盖，(21)粘稠液体。图中看出本专利技术主要由盒体(1)和装在盒体上部的大活塞(4)、装在中部的小活塞(8)和装在下部的工作膜(10)等组成。大活塞(4)上装有O型密封圈(6)，大活塞的上部为凹球面，可设置钢球将作用力集中在大活塞的中心。凹球面中心有带螺纹的孔，设置O型密封圈(7)和堵(5)，用于排除空气后密封。大活塞(4)，小活塞(8)之间充满粘稠液体，海棉(2)由压盖(3)压紧，以防止粉末状脏物侵入大活塞(4)与盒体(1)之间的间隙。小活塞(8)上装有O型密封圈(9)，工作膜(10)通过螺纹装到盒体(1)下部的凸台上。工作膜(10)上装有钢弦柱(13)、接线板(14)和磁头板(15)。激发线圈(16)、感应线圈(17)装有磁头板(15)上，且与接线板(14)相连接。钢弦(18)安装在两钢弦柱(13)之间。后盖(19)和O型密封圈(20)装在盒体的底部，出线咀(11)装在盒体(1)的侧面，电缆通过带有密封圈的出线咀(11)进入盒体(1)内，电缆中的导线与接线板(14)相连接，电缆的另一头装有电缆插头(12)。上述实施例由于大活塞在上面直接与被测力接触，通过液体传给小活塞后有一定的传压比，所以可测很大的力。本专利技术的另外实施例是将图1中的大小活塞位置调换或者将两个活塞做成等直径的，可以测很小的力或一般的力。权利要求1.一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器，构造是在盒体上有压盖和底盖，盒体上部空腔内装有与工作膜接触的活塞(8)，盒体下部空腔有钢弦柱、钢弦柱上固定有钢弦，另外工作膜上还有激发检测钢弦振动频率的磁感元件，其特征在于盒体内的工作膜是一个独立的部件，装在盒体内下部的凸台上；盒体上部空腔还装有活塞(4)，活塞(4)和活塞(8)之间充满粘稠液体(21)。2.如权利要求1所述的力传感器，其特征在于活塞(4)和活塞(8)是等直径的。3.如权利要求1所述的力传感器，其特征在于活塞(4)是大径的，活塞(8)是小径的。4.如权利要求1所述的力传感器，其特征在于活塞(4)是小直径的，活塞(8)是大直径的。5.如权利要求1或2或3或4所述的力传感器，其特征在于活塞(4)顶部是一个凹球面，测量力的大小时，凹球面内放置钢球或球面盖。全文摘要一种测量物理量——力的大小的钢弦式力传感器，它有带压盖和底盖的盒体，盒体上部空腔有两个传压塞，活塞间充满液体，盒体中部有工作膜，工作膜上有钢弦柱和磁感元件、钢弦柱上拉紧钢弦，工作膜受压使钢弦产生不同频率的振动，通过磁感元件转换为电信号输出，从而换算出力的大小值。由于有两个活塞传压可以根据传压比设计成各种量程；由于工作膜与壳体是旋松连接的，壳体的变形不影响测量精度，因此可用于各种量程和高精度的力的测量。文档编号G01L7/16GK1138163SQ96115680公开日1996年12月18日 申请日期1996年2月15日 优先权日1996年2月15日专利技术者马俊亭, 邓铁六 申请人:山东矿业学院 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量物理量－力的大小的钢弦式力传感器，构造是：在盒体上有压盖和底盖，盒体上部空腔内装有与工作膜接触的活塞（８），盒体下部空腔有钢弦柱、钢弦柱上固定有钢弦，另外工作膜上还有激发检测钢弦振动频率的磁感元件，其特征在于盒体内的工作膜是一个独立的部件，装在盒体内下部的凸台上；盒体上部空腔还装有活塞（４），活塞（４）和活塞（８）之间充满粘稠液体（２１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊亭，邓铁六，郑丰隆，
申请(专利权)人：山东矿业学院，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]