本申請涉及傳感器，具體涉及一種力敏感元件及軸力傳感器。

背景技術：

1、cn115931188a、cn116576998a公開了一種力傳感器，其在作為力敏感元件的金屬基座的上表面設置有四個周向間隔分布的壓敏電阻，這四個壓敏電阻組成惠斯通全橋來測量金屬基座的變形程度，進而得到軸向力的大小。由于厚膜電阻均設置于其上表面，因此其表面的彎曲應力均為正(即張應力)，這也導致其理論精度不佳。為提高其理論精度，可以在電子模塊組件中設置兩個固定電阻與壓敏電阻一同組成惠斯通全橋，但這樣做會導致固定電阻與壓敏電阻的溫度不同，因而產生溫度漂移。

2、另外，由于金屬基座本身的加工精度(平面度、表面粗糙度)以及與施力件的同軸度等導致的機械配合偏差，通常導致相對橋臂上的電阻阻值的增減程度并不相同，而給測量精度帶來十分不利的影響，極大地阻礙了實際應用。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本申請致力于提一種力敏感元件，以提高其測量精度。

2、為實現上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g方案：一種力敏感元件，其包括：

3、軸向沿上下方向設置且為環(huán)形或圓形的受力件，具有設置于其上側的環(huán)形的第一受力部，及設置于其下側的環(huán)形的第二受力部，第二受力部同心地設置于第一受力部的徑向外側；

4、在受力件的整個周向上間隔地且絕緣地附著于所述受力件的上側表面并位于所述第一受力部的徑向內側的n個應變電阻，包括在周向上交錯分布的n個第一應變電阻及n個第二應變電阻；其中，n為大于或等于的正整數；所述第一應變電阻分布于受力件的上側表面的第一環(huán)形區(qū)域，所述第二應變電阻分布于受力件的上側表面的第二環(huán)形區(qū)域，所述第二環(huán)形區(qū)域位于所述第一環(huán)形區(qū)域的外側；

5、其中，所述應變電阻被配置為惠斯通全橋，n個所述第一應變電阻組合為所述惠斯通全橋的第一橋臂電阻，剩余的n個所述第一應變電阻組合為所述惠斯通全橋的第三橋臂電阻，n個所述第二應變電阻組合為所述惠斯通全橋的第二橋臂電阻，剩余的n個所述第二應變電阻組合為所述惠斯通全橋的第四橋臂電阻，第三橋臂電阻為第一橋臂電阻的相對一側橋臂；每個所述橋臂電阻均由對應的應變電阻以相同的串并聯方式組成。

6、優(yōu)選地，所述第一應變電阻位于朝上凸出于第一受力部的一凸臺的上側表面，凸臺為與受力件形狀相對應的環(huán)形或圓形，所述第二應變電阻位于由所述凸臺的外壁沿徑向朝外凸出而形成的周向上被隔開的多個半島狀的凸出部之上側表面上。

7、優(yōu)選地，所述凸出部自身關于沿受力件的徑向延伸的一對稱中線(m)對稱設置，所述凸出部上設置的所述第二應變電阻布置于凸出部的對稱中線上。

8、優(yōu)選地，周向相鄰的每兩個所述凸出部之間相對形成軸向延伸的內凹部，所述內凹部的一端下沉至所述第一受力部的下側。

9、優(yōu)選地，所述應變電阻通過外部電路或設置于所述受力件的上側表面的導電跡線電連接而形成為對應的橋臂電阻。

10、優(yōu)選地，所述第一應變電阻在周向上等角度間隔分布，所述第二應變電阻在周向上等角度間隔分布。

11、優(yōu)選地，每個所述橋臂電阻均由對應的應變電阻以并聯的方式組成。

12、優(yōu)選地，每個所述橋臂電阻均由對應的應變電阻以串聯的方式組成。

13、優(yōu)選地，所述n為4。

14、本發(fā)明還要求保護一種軸力傳感器，其包括：

15、上述的力敏感元件；

16、設置于所述力敏感元件上側的電子模塊組件，其電連接至所述應變電阻；及

17、從上側罩設于所述電子模塊組件及所述應變電阻外的殼體，所述第一受力部位于所述殼體外部。

技術特征：

1.一種力敏感元件(11)，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的力敏感元件(11)，其特征在于，所述第一應變電阻(11a,11b,11c,11d)位于朝上凸出于第一受力部(111)的一凸臺(115)的上側表面，凸臺(115)為與受力件(11)形狀相對應的環(huán)形或圓形，所述第二應變電阻(12a,12b,12c,12d)位于由所述凸臺(115)的外壁沿徑向朝外凸出而形成的周向上被隔開的多個半島狀的凸出部(113)之上側表面上。

3.根據權利要求2所述的力敏感元件(11)，其特征在于，所述凸出部(113)自身關于沿受力件的徑向延伸的一對稱中線(m)對稱設置，所述凸出部(113)上設置的所述第二應變電阻(12a,12b,12c,12d)布置于凸出部(113)的對稱中線上。

4.根據權利要求2所述的力敏感元件(11)，其特征在于，周向相鄰的每兩個所述凸出部(113)之間相對形成軸向延伸的內凹部(116)，所述內凹部(116)的一端下沉至所述第一受力部(111)的下側。

5.根據權利要求1至4中的任一項所述的力敏感元件(11)，其特征在于，所述應變電阻通過外部電路或設置于所述受力件(11)的上側表面的導電跡線(119)電連接而形成為對應的橋臂電阻。

6.根據權利要求1至4中的任一項所述的力敏感元件(11)，其特征在于，所述第一應變電阻(11a,11b,11c,11d)在周向上等角度間隔分布，所述第二應變電阻(12a,12b,12c,12d)在周向上等角度間隔分布。

7.根據權利要求1至4中的任一項所述的力敏感元件(11)，其特征在于，每個所述橋臂電阻均由對應的應變電阻以并聯的方式組成。

8.根據權利要求1至4中的任一項所述的力敏感元件(11)，其特征在于，每個所述橋臂電阻均由對應的應變電阻以串聯的方式組成。

9.根據權利要求1至4中的任一項所述的力敏感元件(11)，其特征在于，所述n為4。

10.一種軸力傳感器，其特征在于，包括：

技術總結
本發(fā)明提供了一種力敏感元件，包括：軸向沿上下方向設置且為環(huán)形或圓形的受力件；在受力件的整個周向上間隔地且絕緣地附著于受力件的上側表面并位于第一受力部的徑向內側的N個應變電阻，包括在周向上交錯分布的N個第一應變電阻及N個第二應變電阻；其中，N為大于或等于的正整數；第一應變電阻分布于受力件的上側表面的第一環(huán)形區(qū)域，第二應變電阻分布于受力件的上側表面的第二環(huán)形區(qū)域，第二環(huán)形區(qū)域位于第一環(huán)形區(qū)域的外側；其中，應變電阻被配置為惠斯通全橋，每個橋臂電阻均由對應的應變電阻以相同的串并聯方式組成。通過周向分布的多個應變電阻組成一個橋臂電阻，能夠提高測量精度，特別是機械配合偏差的不利影響。

技術研發(fā)人員：李凡亮,王小平,曹萬,吳登峰,馬鳴,李兵
受保護的技術使用者：武漢飛恩微電子有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26