应变传感器组件制造技术

一种用于感测物体中的应变量的组件，包括第一杯，该第一杯具有第一端、第二端、在第一端和第二端之间延伸的圆柱形侧壁、以及设置在第一杯的第一端处的端壁；以及设置在端壁的外表面和内表面之一上的应变晶片。面和内表面之一上的应变晶片。面和内表面之一上的应变晶片。

【技术实现步骤摘要】
应变传感器组件
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求2021年10月26日提交的美国临时专利申请No.63/271,820的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及传感器，更具体地，涉及用于测量物体中应变量的组件。

技术介绍

[0004]随着自动化水平的提高，需要将通常由人工处理的信号和输入替换为由计算机处理。这需要传感器来监控目前未被仪器监控的部件，例如制动器、转向拉杆、悬架臂等。为了测量使用过程中在这些结构中产生的负载并将该信号发送到计算机，可以使用应变(传感器)晶片。这些元件所经历的一些问题是它们易碎、难以安装、校准、保护等。
[0005]本专利技术认识到并解决了现有技术的结构和方法的问题。

技术实现思路

[0006]本公开的一个实施例提供了一种用于感测物体中的应变量的应变传感器组件，包括第一杯，该第一杯具有第一端、第二端、在第一端和第二端之间延伸的圆柱形侧壁、以及设置在第一杯的第一端处的端壁；以及设置在端壁的外表面和内表面之一上的应变晶片。
[0007]本公开的另一个实施例提供了一种用于感测物体中的应变量的应变传感器组件，其具有第一杯，该第一杯具有第一端、第二端、在第一端和第二端之间延伸的圆柱形侧壁、以及端壁，该端壁包括设置在第一杯的第一端处的内表面和外表面，端壁为拱形或圆顶形之一，并具有凸表面和凹表面；以及设置在端壁的外表面和内表面之一上的应变晶片。
[0008]并入本说明书并构成其一部分的附图示出了本专利技术的一个或多个实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0009]针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整和可实现的公开，包括其最佳模式，在参考附图的说明书中阐述，其中：
[0010]图1A和1B是根据本公开的应变传感器组件的实施例的透视图和横截面图；
[0011]图2A、2B和2C是图1A所示的应变传感器组件的透视图、俯视图和横截面图；
[0012]图3A和3B是根据本公开的应变传感器组件的替代实施例的横截面图；
[0013]图4A和4B分别是图1A和替代实施例中所示的应变传感器组件的透视图；和
[0014]图5是根据本公开的实施例的应变传感器组件的透视图，该组件被插入到待测量应变的物体的相应孔中；和
[0015]图6A和6B是在沿着应变传感器组件的纵向轴线和垂直于应变传感器组件的圆柱体轴线的轴线的方向上测量的应变量的图形表示。
[0016]在本说明书和附图中重复使用附图标记是为了表示根据本公开的本专利技术的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
[0017]现在将详细参考本专利技术的当前优选实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过解释而不是限制本专利技术的方式提供的。事实上，对于本领域技术人员来说，在不脱离本专利技术的范围和精神的情况下，可以对本专利技术进行修改和变化是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用在另一个实施例上，以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
[0018]如在此使用的，涉及相对于挺杆组件方位的方向或位置的术语，例如但不限于“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“之上”或“之下”，涉及相对于组件在其正常预期操作中的方位的方向和相对位置，如本文的附图中所示。因此，例如，术语“垂直”和“上”指的是附图透视图中的垂直方向和相对上部位置，并且应当在该上下文中理解，甚至是关于可以以不同方位设置的挺杆组件。
[0019]此外，在本公开和所附权利要求中使用的术语“或”旨在表示包含性的“或”，而不是排他性的“或”也就是说，除非另有说明或从上下文中清楚可见，短语“X使用A或B”意在表示任何自然的包含性排列。也就是说，短语“X使用A或B”满足以下任何情况：X使用了A；X使用了B；或X使用了A和B两者。此外，在本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”,除非另有说明或从上下文中清楚地表示单数形式。在整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有规定，否则以下术语至少采用本文明确关联的含义。下面确定的含义不一定限制术语，而仅仅是提供术语的说明性示例。“一”、“一个”和“该”的含义可以包括复数，而“在”的含义可以包括“在其中”和“在其上”。这里使用的短语“在一个实施例中”不一定指同一实施例，尽管它可能指同一实施例。
[0020]现在参考附图，特别是图3A、3B和图5，本公开涉及一种应变传感器组件10，该组件利用拉制杯技术来构造应变(负载)传感器组件10，该组件10可以滑动地插入到限定在待监测的相应物体14中的孔12中。优选地，应变测量从杯16的端壁18进行，杯优选为拉制的杯。如图1B所示，在这种情况下用于测量的杯16是内杯16，其被压在另一个杯30或外杯内，杯的端壁之间限定的容积填充有硅树脂23或类似物，以在被装备和接线后产生坚固的封装。
[0021]现在参考图1A和4A，根据本专利技术优选实施例的应变传感器组件10包括拉制的杯16，杯16包括圆柱形侧壁17和端壁18。端壁18具有内表面19和外表面21，它们被配置成在其上接收应变晶片22。如图所示，端壁18优选包括一对细长的槽30，每个槽都具有平行于另一个槽30的对应侧壁32的侧壁32。这样，端壁18包括由槽30限定的一对平行侧壁32，以使应变传感器组件对沿端壁18的纵向中心轴线34的应变率的灵敏度最大化，如图4B所示。如图4A最佳所示，每个端槽30由基本上直的侧边缘32和沿着圆柱形侧壁轮廓的弯曲边缘33形成，形成半月形。
[0022]可以使用槽30a的替代形状，例如图4B的实施例中所示的形状。例如，图4B所示的槽30a包括具有一对平行侧壁32a的每个槽30a，槽30a彼此平行。注意，在图4A和4B所示的实施例中，应变晶片22粘附在端壁18的外表面21上。还要注意的是，另外参照图3B，端壁18部分可以是拱形或圆顶形的，以增加对沿着端壁18的纵向中心轴线34的应力测量的灵敏度。
如图3B所示，应变晶片22可以粘附在端壁18的内表面19上，而不是如图4A和4B所示的外表面21上。此外，如图1B和2A至2C所示，端壁18可以向内拱起进入内杯16，使得杯16的端壁18的外表面21是凹形的，而不是如图3B所示的凸形。
[0023]杯的面18可以被冲压或成形为各种形状，以集中在某些应变率和方向上，优选地沿着端壁18的纵向轴线34。如图3A和3B所示，传感器40可以围绕杯16的圆柱形壁17布置，以感测对应物体14内的扭矩。其他传感器50可以放置在内杯16和外杯30之间限定的体积51内，以向系统提供进一步的信息，例如但不限于温度、加速度、振动等。同样，该空隙可以用硅树脂或类似材料填充，以帮助固定线路、部件等，以提供坚固的组件。应变量的测量可以通过多种方式完成，例如：将应变晶片直接粘附到端面的内侧或外侧，直接测量杯和/或杯面的电阻变化，以及杯的磁性变化(磁场感测)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感测物体中的应变量的应变传感器组件，包括：第一杯，其具有第一端、第二端、在所述第一端和所述第二端之间延伸的圆柱形侧壁、以及端壁，所述端壁包括设置在所述第一杯的第一端处的内表面和外表面；和应变晶片，设置在所述端壁的外表面和内表面之一上。2.根据权利要求1所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯的端壁包括一对平行的侧边缘，每个侧边缘与所述第一杯的侧壁一起限定孔。3.根据权利要求2所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯的端壁由具有凸表面和凹表面的拱形形成。4.根据权利要求3所述的应变传感器组件，其中，内杯的端壁的外表面是凸表面。5.根据权利要求4所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯可滑动地接收在物体中限定的圆柱形孔中。6.根据权利要求5所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯的外直径与所述圆柱形孔的直径基本相同。7.根据权利要求4所述的应变传感器组件，还包括第二杯，所述第二杯具有限定中心孔的圆柱形侧壁，其中，所述第一杯可滑动地接收在所述第二杯的中心孔中。8.根据权利要求1所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯的端壁限定一对平行的槽，每个槽包括一对平行的侧壁。9.根据权利要求8所述的应变传感器组件，其中，所述第一杯的端壁由具有凸表面和凹表面的拱形形成。10.根据权利要求9所述的应变传感器组件，其中，内杯的端壁的外表面是凸表面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J布鲁巴克，R卢卡西维茨，
申请(专利权)人：光洋轴承北美有限责任公司，
类型：发明
国别省市：