一种扇环式力传感器制造技术

本实用新型专利技术提一种扇环式力传感器，包括弹性体和用于测量传感器力信号的应变片，所述弹性体包括法兰和立柱，其中立柱以环形阵列的形式排列在法兰上，且立柱有16个，立柱的横截面呈扇形，竖截面呈矩形，所述应变片沿弹性体1的圆周方向每隔90

【技术实现步骤摘要】
一种扇环式力传感器


[0001]本技术涉及力传感器
，具体为一种扇环式力传感器。

技术介绍

[0002]力传感器是一种将力信号转变为电信号输出的电子原件，广泛应用于工业、化工、电子、水利、船舶、机床、石油等多种行业。力传感器有多种类型，其中柱式传感器特别适用于重型应用中。
[0003]但长期处于大吨位称重状态，柱式传感器因为其是一体柱状设计，通常会存在滞后差以及偏载造成的读数偏差或传感器损坏等现象。
[0004]为此，我们提出了一种扇环式力传感器解决上述问题。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种扇环式力传感器，包括弹性体和用于测量传感器力信号的应变片，所述弹性体包括法兰和立柱，其中立柱以环形阵列的形式排列在法兰上，且立柱有16个，立柱的横截面呈扇形，竖截面呈矩形；
[0006]所述应变片沿弹性体1的圆周方向每隔90
°
设置2个应变片，应变片设置在所述立柱的外侧壁上。
[0007]优选的，所述应变片上的设置有R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8,其中R1与R7串联，R2与R8串联，R3与R5串联，R4与R6串联，R1、R2、R3、R4构成惠斯顿全桥电路。
[0008]优选的，所述弹性体上设置有外壳，弹性体的顶部固定有固定板。
[0009]优选的，所述固定板上设有沉孔结构，弹性体的顶部设置有对应的螺纹安装孔，通过内六角螺栓将固定板安装于弹性体上方。
[0010]优选的，所述弹性体沿圆周一圈均匀分布有用于与外壳连接的螺纹孔，弹性体与外壳之间通过螺栓连接，且外壳的内腔体积大于弹性体的体积。
[0011]优选的，所述弹性体的法兰的底部开设有用于导线引出的导线孔。
[0012]优选的，所述法兰和立柱通过CNC切割一体成型。
[0013]优选的，所述应变片设置在立柱的圆弧面。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]本技术所提出的扇环式力传感器，可取代柱式传感器用于重型称重领域，采用了非柱状式设计，将应变片均匀的分布在弹性体上，其克服了柱式传感器的滞后差以及偏载造成的读数偏差等缺点，其具有精度高、滞后小、抗偏载能力强的特点。
附图说明
[0016]图1为本技术一种扇环式力传感器的结构示意图；
[0017]图2为本技术一种扇环式力传感器的弹性体的结构示意图；
[0018]图3为本技术一种扇环式力传感器的立柱与应变片的位置关系图；
[0019]图4为本技术一种扇环式力传感器的弹性体的剖视图；
[0020]图5为本技术一种扇环式力传感器的应变片上的电路原理图。
[0021]图中：1、弹性体；2、外壳；3、固定板；4、应变片。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]请参阅图1
‑
图5，本技术提供一种技术方案：一种扇环式力传感器主要由弹性体1、外壳2、固定板3以及用于测量传感器力信号的应变片4组成。
[0024]弹性体1中间区域设计为扇环中空结构，呈现出十六个分离但两两对称的扇形截面，应变片4粘贴于弹性体1上以检测拉(压)力作用下产生的拉伸、压缩形变，通过组桥电路转换为电信号输出。
[0025]传感器所使用的应变片4为双轴片，贴片位置如附图3和附图4：将双轴片粘贴于弹性体1中心区域(扇环面上)，沿圆周方向每隔90
°
粘贴一组应变片4，共使用4组应变片4，即8只应变片4，其中，R1与R7串联，R2与R8串联，R3与R5串联，R4与R6串联，R1、R2、R3、R4构成惠斯顿全桥电路。
[0026]弹性体底部一侧开有槽口，弹性体的法兰上方一侧设有一小孔，与底部槽口相通，作为导线出线口。
[0027]外壳2为圆环形结构，弹性体1沿圆周一圈均匀分布有四个螺纹孔，确定了外壳2的安装位置，使用对应规格螺钉将外壳2固定于弹性体1上，起到保护弹性体1的作用，外壳2与弹性体1之间为非接触状态，存在间隙，当弹性1为受力状态，弹性体1发生形变，不会因为外壳2的阻挡，导致弹性体1形变量失真，导致传感器读数偏差。
[0028]固定板3上设有沉孔结构，弹性体1顶部对应有螺纹安装孔，通过内六角螺栓将固定板3安装于弹性体1上方。
[0029]传感器弹性体1选用合金结构钢材质，具有屈服极限高、温度系数小、线膨胀系数小、加工方便和加工后的残余应力小等特点，外壳2采用铝合金材质，喷砂阳极氧化处理，外观精美。
[0030]传感器由弹性体1、外壳2和固定板3构成，负荷加载于固定板3上方，传感器采用扇环式结构设计，扇环之间两两对称、均匀分布，当存在偏向载荷时，各部位扇环受力大小不同，消除了偏载所产生的力矩，减少了弹性原件的不规则变形量。
[0031]扇环式传感器弥补了单柱式结构抗偏向载荷差、重型承载时滞后差的缺陷，提高了传感器的整体精度及灵敏度。
[0032]本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扇环式力传感器，包括弹性体(1)和用于测量传感器力信号的应变片(4)，其特征在于，所述弹性体(1)包括法兰(11)和立柱(12)，其中立柱(12)以环形阵列的形式排列在法兰(11)上，且立柱有16个，立柱(12)的横截面呈扇形，竖截面呈矩形；所述应变片(4)沿弹性体(1)的圆周方向每隔90
°
设置2个应变片(4)，应变片(4)设置在所述立柱的外侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种扇环式力传感器，其特征在于：所述应变片(4)上设置有R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8,其中R1与R7串联，R2与R8串联，R3与R5串联，R4与R6串联，R1、R2、R3、R4构成惠斯顿全桥电路。3.根据权利要求1所述的一种扇环式力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)上设置有外壳(2)，弹性体(1)的顶部固定有固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成平，易宁，吉淳，
申请(专利权)人：上海尚测科技有限公司，
类型：新型
国别省市：