一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，涉及传感器技术领域，该传感器包括：外壳；两敏感元件，两敏感元件的外侧壁贴合在外壳的内侧壁两端位置，两敏感元件相对的一端均设有端部平面，端部平面排列有多个应变电阻和多个测温电阻；测力轴，测力轴的部分设置在两敏感元件内；两信号输送模块，两信号输送模块设置在外壳上。当外力以任意角度作用于测力轴上时，该传感器的X、Y和Z三个方向各有信号输出，通过标定折算，可得到三个分量的力值大小，通过矢量求和运算，即可得到施加于测力轴上的力值大小和方向，从而，实现集成化的设计。当本发明专利技术的传感器用于航天航空、机器人等测量控制系统后，对于降低体积、重量有很大助益。助益。助益。

【技术实现步骤摘要】
一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器


[0001]本专利技术属于传感器
，更具体地，涉及一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器。

技术介绍

[0002]气压、温度、测力传感器是一种在航天航空、机器人等军事和工业领域实现自动化测试、控制功能的关键元器件，但是目前的气压、温度、测力传感器无法集成在一起使用，需要设置气压、温度、测力三种单独的传感器使用，而通过三种单独的传感器增加了占用空间，重量也比较重，并且，还会造成更高的功耗。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有的技术不足提供一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的气压、温度、测力传感器无法集成在一起使用，需要设置气压、温度、测力三种单独的传感器使用，而通过三种单独的传感器增加了占用空间，重量也比较重，并且，还会造成更高的功耗问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，该传感器包括：
[0005]外壳；
[0006]两敏感元件，两所述敏感元件的外侧壁贴合在所述外壳的内侧壁两端位置，两所述敏感元件相对的一端均设有端部平面，所述端部平面排列有多个应变电阻和多个测温电阻；
[0007]测力轴，所述测力轴的部分设置在两所述敏感元件内；
[0008]两信号输送模块，两所述信号输送模块设置在所述外壳上，其中一个所述信号输送模块与其中一个所述端部平面上的多个应变电阻和多个测温电阻电性连接，另一个所述信号输送模块与另一个所述端部平面上的多个应变电阻和多个测温电阻电性连接，两所述信号输送模块电性连接。
[0009]优选地，所述敏感元件呈圆筒形状，两所述敏感元件相互远离的一端设有开口，所述端部平面呈圆形状，所述端部平面的中间位置向所述敏感元件的内部延伸形成有柱体，所述柱体的内部设有通孔，两所述通孔插接有测力轴。
[0010]优选地，所述测力轴为圆柱形状，所述测力轴的至少一端设有测力头，所述测力头为球形。
[0011]优选地，所述信号输送模块包括转接板和接插件，所述转接板设置在所述外壳内，所述转接板与相适配多个所述应变电阻和多个所述测温电阻电性连接，所述接插件设置在所述外壳的侧壁上，所述接插件与所述转接板电性连接，两所述转接板电性连接。
[0012]优选地，该传感器还包括两支撑座，所述支撑座呈圆筒形状，所述支撑座的内侧壁两端的位置均设有凹槽，两所述支撑座的其中一个所述凹槽的内侧壁分别固定在两所述敏
感元件的外侧壁上，两所述支撑座的另一个所述凹槽分别用于连接两所述转接板。
[0013]优选地，所述应变电阻的数量为十六个，十六个所述应变电阻分为四组，每组四个所述应变电阻沿端部平面的半径方向设置在端部平面上，四组所述应变电阻形成十字状。
[0014]优选地，所述测温电阻的数量为两个，两所述测温电阻沿端部平面的直径方向设置在端部平面上，两所述测温电阻靠近所述端部平面的边沿位置。
[0015]优选地，所述应变电阻和测温电阻均为薄膜类电阻。
[0016]优选地，所述端部平面上且位于相邻两组所述应变电阻之间沿半径方向设有两个应变电阻。
[0017]优选地，所述接插件呈圆柱形状，所述接插件的内部设有多个独立的导电柱，所述导电柱沿接插件的轴向延伸至所述接插件的两端。
[0018]本专利技术提供带温度气压测量功能的三分量测力传感器，其有益效果在于：该传感器的敏感元件的端部平面排列有多个应变电阻和多个测温电阻，测力轴的部分设置在两敏感元件内，敏感元件能够感应大气压强，在大气压强的作用下能够带动端部平面变形，进而，除可以通过压强、温度测量功能给出传感器所在环境的温度和大气压强外，当外力以任意角度作用于测力轴上时，该传感器的X、Y和Z三个方向各有信号输出，通过标定折算，可得到三个分量的力值大小，通过矢量求和运算，即可得到施加于测力轴上的力值大小和方向，从而，实现集成化的设计，当本专利技术的传感器用于航天航空、机器人等测量控制系统后，对于降低体积、重量有很大助益，同时本专利技术的传感器能够适应飞行器各类恶劣工况，可靠性高，性能优秀，对于提高航天航空设备可靠性和环境适应性，具有明显作用。
[0019]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0020]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0021]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器的主视且剖视结构示意图；
[0022]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器的端部平面仰视结构示意图一；
[0023]图3示出了根据本专利技术的一个实施例的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器的端部平面仰视结构示意图二。
[0024]附图标记说明：
[0025]1、外壳；2、敏感元件；3、端部平面；4、应变电阻；5、测温电阻；6、测力轴；7、柱体；8、通孔；9、测力头；10、转接板；11、接插件；12、支撑座。
具体实施方式
[0026]下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地
传达给本领域的技术人员。
[0027]如图1
‑
2所示，本专利技术提供一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，该传感器包括：
[0028]外壳1；
[0029]两敏感元件2，两敏感元件2的外侧壁贴合在外壳1的内侧壁两端位置，两敏感元件2相对的一端均设有端部平面3，端部平面3排列有多个应变电阻4和多个测温电阻5；
[0030]测力轴6，测力轴6的部分设置在两敏感元件2内；
[0031]两信号输送模块，两信号输送模块设置在外壳1上，其中一个信号输送模块与其中一个端部平面3上的多个应变电阻4和多个测温电阻5电性连接，另一个信号输送模块与另一个端部平面3上的多个应变电阻4和多个测温电阻5电性连接，两信号输送模块电性连接。
[0032]具体的，为解决现有的气压、温度、测力传感器无法集成在一起使用，需要设置气压、温度、测力三种单独的传感器使用，而通过三种单独的传感器增加了占用空间，重量也比较重，并且，还会造成更高的功耗问题，本专利技术提供一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，该传感器的敏感元件2的端部平面排列有多个应变电阻4和多个测温电阻5，测力轴6的部分设置在两敏感元件2内，敏感元件2能够感应大气压强，在大气压强的作用下能够带动端部平面3变形，进而，除可以通过压强、温度测量功能给出传感器所在环境的温度和大气压强外，当外力以任意角度作用于测力轴6上时，该传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，其特征在于，该传感器包括：外壳；两敏感元件，两所述敏感元件的外侧壁贴合在所述外壳的内侧壁两端位置，两所述敏感元件相对的一端均设有端部平面，所述端部平面排列有多个应变电阻和多个测温电阻；测力轴，所述测力轴的部分设置在两所述敏感元件内；两信号输送模块，两所述信号输送模块设置在所述外壳上，其中一个所述信号输送模块与其中一个所述端部平面上的多个应变电阻和多个测温电阻电性连接，另一个所述信号输送模块与另一个所述端部平面上的多个应变电阻和多个测温电阻电性连接，两所述信号输送模块电性连接。2.根据权利要求1所述的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，其特征在于，所述敏感元件呈圆筒形状，两所述敏感元件相互远离的一端设有开口，所述端部平面呈圆形状，所述端部平面的中间位置向所述敏感元件的内部延伸形成有柱体，所述柱体的内部设有通孔，两所述通孔插接有测力轴。3.根据权利要求1所述的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，其特征在于，所述测力轴为圆柱形状，所述测力轴的至少一端设有测力头，所述测力头为球形。4.根据权利要求1所述的一种带温度气压测量功能的三分量测力传感器，其特征在于，所述信号输送模块包括转接板和接插件，所述转接板设置在所述外壳内，所述转接板与相适配多个所述应变电阻和多个所述测温电阻电性连接，所述接插件设置在所述外壳的侧壁上，所述接插件与所述转接板电...

【专利技术属性】
技术研发人员：常文博，王小龙，姜超，耿晓珂，辛美娟，李贝，杨金鹏，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：