高性能压阻式陶瓷张力传感器、其加工工艺及加工用工装制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能压阻式陶瓷张力传感器，包括陶瓷绝缘片，设置于陶瓷绝缘片一面的四个桥路电阻；测力杆固定粘贴在陶瓷绝缘片的中心；陶瓷绝缘片其表面固定连接有用于避免瞬间高张力干扰的限高块，限高块其远离陶瓷绝缘片的一侧固定连接有传感器底座。本发明专利技术还公开了压阻式陶瓷张力传感器的加工工艺，制备陶瓷绝缘片；在陶瓷绝缘片上粘贴桥路电阻、电桥平衡激光修调电阻以及线性温度补偿电阻，再用环氧树脂粘贴到陶瓷绝缘片上；本发明专利技术还公开了压阻式陶瓷张力传感器的加工用工装，包括工装底座，齿轮的两侧分别啮合有一根水平齿条。本发明专利技术变形更均匀且变形更小，仪器的量程大，可提高传感器可靠性和有效防止传感器弹性体因高张力干扰而断裂。因高张力干扰而断裂。因高张力干扰而断裂。

【技术实现步骤摘要】
高性能压阻式陶瓷张力传感器、其加工工艺及加工用工装


[0001]本专利技术涉及一种高性能压阻式陶瓷张力传感器、其加工工艺及加工用工装。

技术介绍

[0002]张力传感器，英文：tensionpick
‑
up，张力传感器是张力控制过程中，用于测量卷材张力值大小的仪器。用于制药、应变片型是张力应变片和压缩应变片按照电桥方式连接在一起，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小；微位移型是通过外力施加负载，使板簧产生位移，然后通过差接变压器检测出张力，由于板簧的位移量极小，大约
±
200μm，所以称作微位移型张力检测器。陶瓷微张力传感器广泛应用于工业自动化控制和智能机器人等
，传感器在工作过程中，由于检测环境诸因素的影响，瞬间必然会感受到高于标称张力n倍的高张力干扰。由于微张力传感器的张力传感器张力范围小，如标称张力0.5牛顿的微张力传感器陶瓷弹性体厚度为0.38mm。如果不对陶瓷微张力传感器弹性体加保护措施，脆性的氧化铝陶瓷弹性体必然因感受高张力干瞬间断裂，导致传感器失效。
[0003]公开号为CN207816492U的专利：一种压阻式陶瓷张力传感器，包括：壳体、防水盖、陶瓷膜片、弹性体，壳体呈圆筒状，下端封闭，上端开口，陶瓷膜片固定安装在壳体上端，弹性体固定安装在壳体内部，将壳体分为上下两层，陶瓷膜片由中心膜片和多个分支膜片组成，中心膜片为圆形，分支膜片为扇形，分支膜片沿周向均匀分布在中心膜片的外周，中心膜片和分支膜片一体成型，中心膜片与弹性体之间通过陶瓷连杆固定连接，每个分支膜片的上安装有厚膜电阻片，陶瓷膜片的上端设有限位架，限位夹固定安装在壳体顶端，防水盖拧接在壳体顶端，壳体上设有两个通孔。本技术能够多方向多角度的检测被测物体的张力，而且能够防尘防水，降低损坏率。其限位架横置在陶瓷膜片上方，但如果限位架采用与陶瓷膜片相同材质，虽然加工便利，但太“软”，不能起到很好地保护作用(陶瓷膜片在瞬间高张力而大变形时限位架也变形)，如果采用不同材质制成，限位架又太“硬”，在陶瓷膜片在瞬间高张力而大变形时仍然容易由于陶瓷膜片接触硬性的。公开号为CN109468783A专利：液氨丝光机用张力传感器，张力传感器设置于液氨丝光机内的主动轮与从动轮之间，张力传感器包括：惰轮、应变片和信号接头；惰轮设置于主动轮与从动轮之间，且惰轮两端通过轴承与液氨丝光机支架连接，惰轮为中空管状结构，惰轮表层固定有若干应变片，若干应变片与信号接头电气连接，信号接头设置于惰轮一端；信号接头包括：固定块、中间连接块和引线端头；固定块、中间连接块和引线端头自惰轮一端向惰轮管外侧方向依次设置，中间连接块和引线端头接触且相随转动。其虽解决了应变片与固定接口之间接触不良而导致张力控制器接收到的测量信号有误差的问题，但仍未解决瞬间高张力干扰的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高性能压阻式陶瓷张力传感器，可提高传感器可靠性和有效防止传感器弹性体因高张力干扰而断裂。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种高性能压阻式陶瓷张力传感器，包括陶瓷绝缘片，设置于陶瓷绝缘片一面的四个桥路电阻，四个桥路电阻呈环形阵列布置于陶瓷绝缘片的中间位置且四个桥路电阻之间设有大于测力杆杆径的间距；
[0006]四个桥路电阻互联形成一个韦斯顿电桥；测力杆固定粘贴在陶瓷绝缘片的中心，测力杆其旋转轴线垂直于陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的表面设置；
[0007]陶瓷绝缘片其表面固定连接有用于避免瞬间高张力干扰的限高块。四个桥路电阻分散布置，相比于现有技术，桥路电阻间的间距加大，也即更加分散，测力杆处于中间，四个桥路电阻的变形更均匀(仍然是两个受压两个受拉)且变形更小，增加传感器的使用寿命(避免了现有技术中力敏电阻由于多次较大变形后的传感器失灵的问题)，且使得仪器的量程更大。
[0008]进一步的技术方案是，设有桥路电阻的陶瓷绝缘片表面还设有两个用于将韦斯顿电桥调至零位的电桥平衡激光修调电阻以及两个线性温度补偿电阻；
[0009]限高块设有一块且位于陶瓷绝缘片中心，靠近陶瓷绝缘片的边缘设置设置至少三块高度上大于限高块的垫块，垫块其远离陶瓷绝缘片的一侧固定连接有传感器底座，底座、垫块、陶瓷绝缘片与测力杆依次设置。更为优选的是：限高块其面向底座的一面固定连接有压力传感器，与压力传感器电连接有控制器，控制器用于控制盘卷系统(比如用于纸张、薄膜、橡胶、光纤等材料解卷或上卷)的停机。这样设置后，当限高块由于陶瓷绝缘片变形(也即测力杆受力导致陶瓷绝缘片变形)而触碰到底座时，底座起到保护陶瓷绝缘片避免由于瞬间高张力时而断裂，而设置压力传感器则可以通过压力传感器配合控制器在高张力时控制盘卷系统停机，进一步保护本张力传感器。
[0010]进一步的技术方案是，测力杆固定连接在陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的表面上或固定连接在陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的相对表面上。测力杆设置根据实际情况选择，是为了更精确还是为了有更大的量程而选用不同的设置方式。
[0011]进一步的技术方案为，底座的硬度大于陶瓷绝缘片的硬度；陶瓷绝缘片呈矩形片状或圆形片状。底座的硬度大于陶瓷绝缘片的硬度，这样可以避免由于底座硬度不高在陶瓷绝缘片变形时底座也随之变形，不能起到遏制在高张力干扰时陶瓷绝缘片变形大而有断裂的风险。
[0012]进一步的技术方案为，陶瓷绝缘片采用微米级的二氧化锆和微米级的三氧化二铝制备而成；其中，二氧化锆和三氧化二铝的质量比为1:0.25～7.5。
[0013]本专利技术还提供的技术方案为，高性能压阻式陶瓷张力传感器，包括矩形条状陶瓷绝缘片，设置于陶瓷绝缘片上的四个桥路电阻，测力杆组件设置在陶瓷绝缘片的一面上，桥路电阻和测力杆分别靠近陶瓷绝缘片的两边缘设置；
[0014]四个桥路电阻互联形成一个韦斯顿电桥；测力杆其旋转轴线平行于陶瓷绝缘片的表面；
[0015]陶瓷绝缘片其表面固定连接有垫块，垫块其远离陶瓷绝缘片的一侧固定连接有传感器底座，传感器底座上固定连接有用于避免瞬间高张力干扰的限高块，限高块高度小于垫块。更为优选的是：限高块其面向陶瓷绝缘层的一面固定连接有压力传感器，与压力传感器电连接有控制器，控制器用于控制盘卷系统(比如用于纸张、薄膜、橡胶、光纤等材料解卷或上卷)的停机。这样设置后，当陶瓷绝缘片受到瞬间的高张力干扰时，如果张力太高超出
张力传感器的量程，则可以停机，避免损坏陶瓷张力传感器。测力杆组件用于在卷材偏移后、纠偏前能够避免测力杆断裂或损坏。测力杆组件包括固定粘贴在陶瓷绝缘层表面的矩形槽状底框，底框内滑动设置测力块，测力块其面向底框的槽底壁连接有弹簧，弹簧另一端固定连接在底框的槽底壁上(以用于实现卷尺偏移后测力块仍始终抵靠卷材边缘，仍可以进行张力的检测)，底框长度方向与陶瓷绝缘片的长度方向一致，使用时陶瓷绝缘片垂直于卷材，这样虽然测力块在随着卷材偏移时会有沿陶瓷绝缘片长度方向的自由度，但只要卷材仍在放卷(或收卷)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，包括陶瓷绝缘片，设置于陶瓷绝缘片一面的四个桥路电阻，四个桥路电阻呈环形阵列布置于陶瓷绝缘片的中间位置且四个桥路电阻之间设有大于测力杆杆径的间距；四个桥路电阻互联形成一个韦斯顿电桥；测力杆固定粘贴在陶瓷绝缘片的中心，测力杆其旋转轴线垂直于陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的表面设置；陶瓷绝缘片其表面固定连接有用于避免瞬间高张力干扰的限高块，限高块其远离陶瓷绝缘片的一侧固定连接有传感器底座。2.根据权利要求1所述的高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，设有桥路电阻的陶瓷绝缘片表面还设有两个用于将韦斯顿电桥调至零位的电桥平衡激光修调电阻以及两个线性温度补偿电阻；限高块设有一块且位于陶瓷绝缘片中心，靠近陶瓷绝缘片的边缘设置设置至少三块高度上大于限高块的垫块，底座、垫块、陶瓷绝缘片与测力杆依次设置。3.根据权利要求1或2所述的高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，所述测力杆固定连接在陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的表面上或固定连接在陶瓷绝缘片其设有桥路电阻的相对表面上。4.根据权利要求3所述的高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，所述底座的硬度大于陶瓷绝缘片的硬度；陶瓷绝缘片呈矩形片状或圆形片状。5.根据权利要求4所述的高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，所述陶瓷绝缘片采用微米级的二氧化锆和微米级的三氧化二铝制备而成；其中，二氧化锆和三氧化二铝的质量比为1:0.25～7.5。6.高性能压阻式陶瓷张力传感器，其特征在于，包括矩形条状陶瓷绝缘片，设置于陶瓷绝缘片上的四个桥路电阻，测力杆组件设置在陶瓷绝缘片的一面上，桥路电阻和测力杆分别靠近陶瓷绝缘片的两边缘设置；四个桥路电阻互联形成一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴才，徐雷，
申请(专利权)人：无锡盛赛传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：