專利名稱：一種測力傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法
一種測力傳感器結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測力傳感器結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)：
測力傳感器是一種在受到外力作用后，粘貼在彈性體的應(yīng)變片隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化，電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個與外力成線性正比變化的電量電信號的裝置。測力傳感器廣泛應(yīng)用于冶金、制藥、化工、石油等領(lǐng)域，測力稱重系統(tǒng)。測力傳感器通常由復(fù)數(shù)個小量程的傳感器組合而成一種大量程的測力傳感器?，F(xiàn)有的測力傳感器100'結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括一下承壓板1'、一由復(fù)數(shù)個沿圓周方向均勻布設(shè)的傳感器21'構(gòu)成的傳感器組2'和一上承壓板3'，每所述傳感器21’均具有彼此浮動連接的一彈性體211'和一對中調(diào)節(jié)壓頭212'。當(dāng)此測力傳感器100'承受載荷F'時，其力F'將分布作用于三個彈性體211'的正上方，三個彈性體 211'感應(yīng)三個力的大小并集合反饋到與此測力傳感器100'相連的顯示儀(未圖示)上， 然后顯示儀(未圖示)顯示測力傳感器100'所承受的載荷。若旋轉(zhuǎn)該測力傳感器100' 或重新安裝后再施加載荷F'，分布作用于三個彈性體211'上的載荷大小和位置跟之前的狀態(tài)不一致，三個彈性體211'感應(yīng)三個力的大小并集合反饋到顯示儀(未圖示)上的示值跟之前就會有差異，即測力傳感器100'的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)不好。此外，當(dāng)測力傳感器100'受到一較大的力時，上承壓板會變形。因而，現(xiàn)有的測力傳感器100'結(jié)構(gòu)，容易因上承壓板 3'工作變形、被測物體(未圖示)對中誤差產(chǎn)生偏心載荷、傾斜載荷問題，而導(dǎo)致測力傳感器100'的檢測示值產(chǎn)生偏差。目前的雙托盤天平結(jié)構(gòu)均為羅伯威爾(Roberval)機構(gòu)，羅伯威爾機構(gòu)的原理如圖2所示，在羅伯威爾機構(gòu)中，橫桿AB、A' B'與縱桿AA' ,BB'、支柱EE'鉸鏈連接，組成兩個相等的平行四邊形AA' E' E和EE' B' B。當(dāng)大小相等的力P、P'分別作用于左右橫臂上時，對支柱EE'來說，即使作用的位置不對稱，也能水平地平衡。原因是無論AB如何傾斜，AA' ,BB'都與支柱EE'平行，從EE'的左側(cè)來看，當(dāng)將與縱桿AA'的距離為d的力 P作用于橫臂上時，就有一個與P大小相等、方向相同的力作用于A和A'點；同時，有一個值為P· d的轉(zhuǎn)矩作用于縱桿AA'，從而在A點將杠桿拉向左側(cè)，而在A'點將杠桿推向右側(cè)。但由于杠桿受到E E'點的限制，在A、A'上將分別產(chǎn)生大小相等、方向相反的反作用力f、f'，從而形成一個與P· d相等的反向轉(zhuǎn)矩f· s(或f' *s)，其中s為f和f'之間的距離，結(jié)果P· d轉(zhuǎn)矩被f· s(或f' · s)轉(zhuǎn)矩所平衡，最后，在A、A'上只有與P大小相等方向相同的力起作用，而與P在橫臂上的作用位置d無關(guān)。同理，EE'右側(cè)的受力情況也完全相同。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，提高了檢測示值的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，包括一顯示儀、一下承壓板、一由三個呈120°排布的傳感器構(gòu)成的傳感器組、一位于傳感器組上方的上承壓板；所述顯示儀與傳感器組連接；所述傳感器組置于下承壓板上，且每所述傳感器均與下承壓板定位連接，每所述傳感器均含有彼此浮動連接的一彈性體211和一對中調(diào)節(jié)壓頭212，且該對中調(diào)節(jié)壓頭211和彈性體212的縱軸相重合；該測力傳感器結(jié)構(gòu)還包括一架設(shè)于傳感器組上的均壓板，及三個分別對應(yīng)設(shè)于三個傳感器上方且位于該均壓板與上承壓板之間的推力關(guān)節(jié)軸承；每所述傳感器均與均壓板定位連接，每所述推力關(guān)節(jié)軸承均與上承壓板定位連接，且每所述推力關(guān)節(jié)軸承均與均壓板固定連接，每所述推力關(guān)節(jié)軸承的縱軸均與對應(yīng)傳感器的縱軸相重合；每所述推力關(guān)節(jié)軸承均含有相互浮動連接的一球座和一球頭，該球座和球頭的縱軸相重合。較佳地，所述球頭的底面為一第二曲面，所述球座的上表面設(shè)有一與該第二曲面相配合的凹槽。較佳地，所述球頭通過一連接件與上承壓板定位連接，所述球座與均壓板固定連接。較佳地，所述上承壓板、均壓板和下承壓板的中央均設(shè)置一大小相等的通孔，且上承壓板的通孔、均壓板的通孔、下承壓板的通孔的縱軸重合。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用三個推力關(guān)節(jié)軸承與三個傳感器相配合，且所述三個推力關(guān)節(jié)軸承與三個傳感器通過均壓板承接的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的測力傳感器容易因上承壓板工作變形、被測物體對中誤差而導(dǎo)致測力傳感器的檢測示值產(chǎn)生偏差的問題。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1為現(xiàn)有的測力傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為羅伯威爾機構(gòu)原理圖。圖3為本發(fā)明中的測力傳感器(除去外殼)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中的推力關(guān)節(jié)軸承與上承壓板、均壓板的配合圖(其中部分剖視)。圖5為本發(fā)明中的測力傳感器的俯視圖。圖6為本發(fā)明中的測力傳感器的工作原理圖。
具體實施方式所述浮動連接，是指一物體置于另一物體上，兩物體之間未通過任何中介加以連接。請參閱圖3，一種測力傳感器100結(jié)構(gòu)，包括一顯示儀(未圖示)、一下承壓板1、一由三個呈120°排布的傳感器21構(gòu)成的傳感器組2、一位于傳感器組2上方的上承壓板3、 一架設(shè)于傳感器組2上的均壓板4、三個分別對應(yīng)設(shè)于三個傳感器21上方且位于該均壓板 4與上承壓板3之間的推力關(guān)節(jié)軸承5。所述顯示儀(未圖示)與傳感器組2連接；所述傳感器組2置于下承壓板1上，且每所述傳感器21均與下承壓板1、均壓板4定位連接。每所述傳感器21均含有彼此浮動連接的一彈性體211和一對中調(diào)節(jié)壓頭212 ；所述彈性體211 插設(shè)于一殼體213中，且該彈性體211的上表面為一第一曲面2111 ；所述對中調(diào)節(jié)壓頭212
4與均壓板4定位連接，即每所述傳感器21均通過相應(yīng)的對中調(diào)節(jié)壓頭212與均壓板4定位連接，且該對中調(diào)節(jié)壓頭212的底面設(shè)有一與所述第一曲面2111相配合的第一凹槽2121 ； 所述對中調(diào)節(jié)壓頭211和彈性體212的縱軸相重合。如圖3-4所示，每所述推力關(guān)節(jié)軸承5均與上承壓板3定位連接，且每所述推力關(guān)節(jié)軸承5均與均壓板4固定連接。每所述推力關(guān)節(jié)軸承5的縱軸均與對應(yīng)傳感器21的縱軸相重合；每所述推力關(guān)節(jié)軸承5均含有相互浮動連接的一球頭51和一球座52 ；所述球頭 51通過一連接件6與上承壓板3定位連接，且該球頭51的底面為一第二曲面511 ；所述球座52與均壓板4固定連接，且該球座52的上表面設(shè)有一與該第二曲面511相配合的第二凹槽521 ；所述球頭51和球座52的縱軸相重合。請再參閱圖3，所述上承壓板3的上表面設(shè)有三個供與其它部件(未圖示)定位連接的定位孔31，所述三個定位孔31采用與三個推力關(guān)節(jié)軸承5相互錯開排布的設(shè)置。為了在實際使用時方便安裝傳感器，所述上承壓板3、均壓板4和下承壓板1的中央均還可設(shè)有一大小相等的通孔，且上承壓板3的通孔7、均壓板4的通孔(未圖示)、下承壓板1的通孔 9的縱軸重合，以滿足本發(fā)明的使用需要。請再參閱圖5，本發(fā)明的外表可包覆有一外殼8，以方便使用測力傳感器100和保護測力傳感器100。請再參閱圖6，圖6為本發(fā)明的工作原理圖，為清楚起見，本文將三個傳感器21 (見圖3)置于同一直線上進(jìn)行原理描述。為方便描述，在圖6中，申請人對某些部件進(jìn)行用字母符號進(jìn)行標(biāo)記，將三個推力關(guān)節(jié)軸承5 (見圖幻從右至左依次標(biāo)記為M、N、R，將對中調(diào)節(jié)壓頭212(見圖3)從右至左依次標(biāo)記為M'、N'、R'。圖6中，M(推力關(guān)節(jié)軸承)、N(推力關(guān)節(jié)軸承)、R(推力關(guān)節(jié)軸承)、M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)、N'(對中調(diào)節(jié)壓頭)、R'(對中調(diào)節(jié)壓頭)、上承壓板3和均壓板4即構(gòu)成羅伯威爾機構(gòu)。由于推力關(guān)節(jié)軸承5 (見圖3)中的球頭51(見圖幻和球座52(見圖幻均是曲面接觸，對中調(diào)節(jié)壓頭212(見圖幻與彈性體211 (見圖3)之間亦為曲面接觸，因而M(推力關(guān)節(jié)軸承)、N(推力關(guān)節(jié)軸承)、R(推力關(guān)節(jié)軸承)、M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)、N'(對中調(diào)節(jié)壓頭)、R'(對中調(diào)節(jié)壓頭)組成兩個相等的平行四邊形匪'N' N和NN' R' R0當(dāng)本發(fā)明承受載荷F時，載荷F分布作用于三個彈性體211上方，若載荷F分布不均、不對稱或上承壓板3變形，導(dǎo)致上承壓板3傾斜，則無論上承壓板3如何傾斜，MM'、RR'都與NN'平行。當(dāng)上承壓板3上的分布載荷即分力Fl 處于距離彈性體211為d的位置時，就有一個與Fl大小相等方向相同的力作用于M(推力關(guān)節(jié)軸承)和M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)，此時就有一個數(shù)值為Fl · d的轉(zhuǎn)矩作用于匪'之間， 從而在M處將M(推力關(guān)節(jié)軸承)拉向右側(cè)，在M'處將M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)推向左側(cè)，但由于受到NN'(即推力關(guān)節(jié)軸承N和對中調(diào)節(jié)壓頭N')點的限制，在M(推力關(guān)節(jié)軸承) 和M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)上將分別產(chǎn)生大小相等、方向相反的反作用力Π、f2，從而形成一個與Fl · d相等的數(shù)值為f 1 · s (或f2 · s)的反向轉(zhuǎn)矩(s為f 1與f2之間的距離)，結(jié)果 Fl · d轉(zhuǎn)矩被fl · s (或f2 · s)所平衡，最后，在M(推力關(guān)節(jié)軸承)與M'(對中調(diào)節(jié)壓頭)上只有與Fl大小相等方向相同的力起作用，而與偏心位置和偏心距離無關(guān)，同理，這種情況在N(推力關(guān)節(jié)軸承)與N'(對中調(diào)節(jié)壓頭)上、R(推力關(guān)節(jié)軸承)與R'(對中調(diào)節(jié)壓頭)上也完全相同。因此當(dāng)對本發(fā)明施加一載荷F即作用力F時，不論旋轉(zhuǎn)還是改變本發(fā)明的安裝狀態(tài)，顯示儀(未圖示)顯示前后兩次的數(shù)值差異很小，因而本發(fā)明具有良好的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，即本發(fā)明的檢測示值復(fù)現(xiàn)性良好。 本發(fā)明采用三個推力關(guān)節(jié)軸承5與三個傳感器21相配合，且所述三個推力關(guān)節(jié)軸承5與三個傳感器21通過均壓板4承接的結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明能有效降低由于上承壓板3工作變形、被測物體(未圖示)對中誤差產(chǎn)生偏心載荷、傾斜載荷所帶來的誤差，提高了測力傳感器100的檢測示值的準(zhǔn)確性，解決了目前的測力傳感器100'結(jié)構(gòu)容易因上承壓板工作變形、被測傳感器對中誤差所導(dǎo)致的檢測示值偏差的問題。
權(quán)利要求
1.一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，包括一顯示儀、一下承壓板、一由三個呈120°排布的傳感器構(gòu)成的傳感器組、一位于傳感器組上方的上承壓板；所述顯示儀與傳感器組連接；所述傳感器組置于下承壓板上，且每所述傳感器均與下承壓板定位連接，每所述傳感器均含有彼此浮動連接的一彈性體和一對中調(diào)節(jié)壓頭，且該對中調(diào)節(jié)壓頭和彈性體的縱軸相重合；其特征在于該測力傳感器結(jié)構(gòu)還包括一架設(shè)于傳感器組上的均壓板，及三個分別對應(yīng)設(shè)于三個傳感器上方且位于該均壓板與上承壓板之間的推力關(guān)節(jié)軸承；每所述傳感器均與均壓板定位連接，每所述推力關(guān)節(jié)軸承均與上承壓板定位連接，且每所述推力關(guān)節(jié)軸承均與均壓板固定連接，每所述推力關(guān)節(jié)軸承的縱軸均與對應(yīng)傳感器的縱軸相重合；每所述推力關(guān)節(jié)軸承均含有相互浮動連接的一球頭和一球座，該球頭和球座的縱軸相重合。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述球頭的底面為一第二曲面，所述球座的上表面設(shè)有一與該第二曲面相配合的凹槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述球頭通過一連接件與上承壓板定位連接，所述球座與均壓板固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上承壓板、均壓板和下承壓板的中央均設(shè)有一大小相等的通孔，且上承壓板的通孔、均壓板的通孔、下承壓板的通孔的縱軸重合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測力傳感器結(jié)構(gòu)，包括一顯示儀、一下承壓板、一由三個呈120°排布的傳感器構(gòu)成的傳感器組、一位于傳感器組上方的上承壓板、一架設(shè)于傳感器組上的均壓板，以及三個分別對應(yīng)設(shè)于三個傳感器上方且位于該均壓板與上承壓板之間的推力關(guān)節(jié)軸承。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的測力傳感器容易因上承壓板工作變形、被測物體對中誤差而導(dǎo)致測力傳感器的檢測示值產(chǎn)生偏差的問題。
文檔編號G01G3/14GK102538919SQ20111044991
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者姚進(jìn)輝, 林建輝, 池輝, 王秀榮, 賴征創(chuàng), 郭貴勇 申請人:福建省計量科學(xué)研究院