專利名稱：用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子稱量裝置的電阻應變式傳感器。
電阻應變式傳感器，基于四個基本的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，即在重力的作用下傳感器產(chǎn)生應變ε，由相應的應變ε產(chǎn)生電阻的變化△R，再由電阻的變化△R產(chǎn)生電壓輸出△U?，F(xiàn)在，應變式傳感器的測量精度和使用可靠性日趨提高。已應用到幾乎所有稱重傳感和測力領域。電阻應變式傳感器的主要技術指標有兩個，即靈敏度和精度，靈敏度即為傳感器電源的輸出電壓與輸入電壓之比，一般應變ε越大，靈敏度越高；而應變實測曲線與理論直線的接近的程度是影響測量精度的因素之一；在應變ε較大時，應變實測曲線與理論直線的相關程度較差，則精度較差。所以制作傳感器時的一般控制其應變的范圍為500～1000uε(微應變)，在這種情況下可保證所測數(shù)值比較精確。目前，市場上用的較多的電阻應變式傳感器的結(jié)構(gòu)型式主要有S型剪切式、雙孔平行梁式、雙連孔平行梁式和S型方框平行梁式四種。S型剪切式傳感器的結(jié)構(gòu)如

圖1及圖2所示，其腹板(1a)的厚度因加工上的困難不可能做得很薄，即使腹板(1a)能加工得較薄，因散熱條件變差故會影響傳感器的精度，因此這種傳感器不適用于小量程電子秤。其余三種傳感器的結(jié)構(gòu)如圖3至圖5所示，主要問題是對傳感器的中心孔(4a)及應變產(chǎn)生槽(5a)需分步切削加工(見圖3及圖4)，或?qū)χ行目?4a)及上下端面(6a)需分步切削加工(見圖5)，不僅加工成本較高，且對變形主體(2a)的貼片處(3a)的尺寸精度不易保證，從而影響傳感器的精度。
本實用新型的目的是，提供一種加工方便、成本較低、使用中精度較高的用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是(參見圖6及圖7)，本傳感器具有4片應變片(2)，還具有五孔環(huán)形彈性體(1)，彈性體(1)的基本形狀為具有通孔及通槽的圓柱體；彈性體(1)具有圓柱形的中心孔(11)和4個應變形成孔(12)，中心孔(11)的軸線與圓柱體的軸線相同，4個應變形成孔(12)直徑相同、且等分對稱設置在中心孔(11)的周圍；彈性體(1)還具有設在上下部的2個應變形成槽(13)，應變形成槽(13)槽體的寬度方向與圓柱體軸線相平行、且槽體的長度方向與2個相鄰的應變形成孔(12)的圓心連線相平行；彈性體(1)的上端及下端還設有受力接口(14)；應變片(2)設在中心孔(11)中且固定在構(gòu)成中心孔(11)的壁上、且位于過中心孔(11)及應變形成孔(12)的圓心的直線上。
上述應變形成槽(13)與相鄰的兩個應變形成孔(12)相連通。
參見圖8及圖9，上述應變形成槽(13)與相鄰的兩個應變形成孔(12)之間設有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄處的高度為0.2～2mm。
上述受力接口(14)為通孔，設在彈性體上下端的受力接頭(16)上，上下兩個受力通孔(14)的圓心的連線過圓柱體的圓心，且與應變形成槽(13)的長度方向相垂直。
在上述受力接頭(16)上還設有過截保護螺釘(3)，螺釘(3)穿過受力接頭(16)上的通孔后旋合在彈性體(1)的主體上。
本實用新型具有積極的效果本實用新型彈性體主體上的五孔可通過專用工裝夾具一次鉆孔成型，故可滿足處于中心孔與應變形成孔之間的變形主體對加工精度的嚴格要求，這種結(jié)構(gòu)在使用中可使變形主體的處于與應變片相聯(lián)接的部位、也即貼片處變形最大，而在其它部位變形較小，從而可保證傳感器有較高的靈敏度和精度，并具有較好的長期穩(wěn)定性。同時加工也較方便、成本較低。因彈性體采用圓柱體形狀，故在將本傳感器與秤體連接時，其連接部位的選擇余地較大，便于連接。
圖1為已有的S型剪切式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的左視圖。
圖3為已有的雙連孔平行梁式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為已有的S型方框平行梁式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為已有的雙孔平行梁式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的A-A剖視圖。
圖8為本實用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為圖8的B-B剖視圖。
圖10為本實用新型應變片的接線圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
實施例1，見圖6、圖7及圖10，用LY-12合金鋁棒切削加工制成如圖6及圖7所示形狀的彈性體(1)。彈性體(1)的基本形狀為具有通孔及通槽的圓柱體；彈性體(1)具有彈性體主體(18)及上下兩端的兩個受力接頭(16)，彈性體主體(18)具有圓柱形的中心孔(11)和4個應變形成孔(12)，中心孔(11)的軸線與圓柱體的軸線相同，4個應變形成孔(12)直徑相同、等分對稱設置在中心孔(11)的周圍且兩兩成水平設置；彈性體(1)還具有設在應變形成孔(12)上方及下方的2個應變形成槽(13)，應變形成槽(13)槽體的長度方向為水平設置，且與相鄰的兩個應變形成孔(12)相連通，在中心孔(11)及應變形成孔(12)之間形成環(huán)狀變形主體(17)。彈性體(1)的兩個應變形成槽(13)的上方及下方是受力接頭(16)，受力接頭(16)上設有通孔作為受力孔(14)；上下兩個受力孔(14)的圓心的連線過圓柱體的圓心，且與應變形成槽(13)的長度方向相垂直。在受力接頭(16)的槽口一側(cè)設有螺釘通孔，在彈性體主體(18)的作為應變形成槽(13)的一側(cè)槽壁上設有螺孔，螺釘(3)的尾端穿過受力接頭(16)的螺釘通孔后旋合在彈性體主體(18)的螺孔中。
應變片(2)為箔式應變片，本實施例采用的為從航空工業(yè)總公司中原電測儀器廠外購的型號為BF1000-3AA的應變片，將4片應變片(2)用610應變膠粘合固定在中心孔(11)的孔壁上，且使各應變片(2)位于過中心孔(11)及應變形成孔(12)的圓心的直線上。4片應變片(2)的接線方法如圖10所示，圖中應變片(2)的標號為R1至R4，Ui為輸入電壓，Uo為輸出電壓。
實施例2，見圖8至圖10，其余同實施例1，不同之處在于，應變形成槽(13)與相鄰的兩個應變形成孔(12)不相通，在它們中間設有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄處的高度為1mm。
權利要求1.一種用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器，具有4片應變片(2)，其特征在于，還具有五孔環(huán)形彈性體(1)，彈性體(1)的基本形狀為具有通孔及通槽的圓柱體；彈性體(1)具有圓柱形的中心孔(11)和4個應變形成孔(12)，中心孔(11)的軸線與圓柱體的軸線相同，4個應變形成孔(12)直徑相同、且等分對稱設置在中心孔(11)的周圍；彈性體(1)還具有設在上下部的2個應變形成槽(13)，應變形成槽(13)槽體的寬度方向與圓柱體軸線相平行、且槽體的長度方向與2個相鄰的應變形成孔(12)的圓心連線相平行；彈性體(1)的上端及下端還設有受力接口(14)；應變片(2)設在中心孔(11)中且固定在構(gòu)成中心孔(11)的壁上、且位于過中心孔(11)及應變形成孔(12)的圓心的直線上。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器，其特征在于，應變形成槽(13)與相鄰的兩個應變形成孔(12)相連通。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器，其特征在于，應變形成槽(13)與相鄰的兩個應變形成孔(12)之間設有柔性梁(15)，柔性梁(15)最窄處的高度為0.2～2mm。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器，其特征在于，受力接口(14)為通孔，設在彈性體上下端的受力接頭(16)上，上下兩個受力通孔(14)的圓心的連線過圓柱體的圓心，且與應變形成槽(13)的長度方向相垂直。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于便攜式電子鉤秤的電阻應變式傳感器，其特征在于，在受力接頭(16)上還設有過截保護螺釘(3)，螺釘(3)穿過受力接頭(16)上的通孔后旋合在彈性體(1)的主體上。
專利摘要本實用新型涉及一種電子稱量裝置的電阻應變式傳感器。本傳感器具有4個應變片和五孔環(huán)形彈性體，彈性體具有中心孔和圍繞中心孔等分對稱設置的4個應變形成孔，在彈性體的上部及下部設有應變形成槽，在彈性體的上端及下端設有受力接口，應變片設在中心孔中且固定在構(gòu)成中心孔的壁上，且位于過中心孔及應變形成孔的圓心的直線上。本傳感器加工方便、成本較低、使用中精度高、長期穩(wěn)定性好、便于與秤體連接。
文檔編號G01G3/13GK2249892SQ96231400
公開日1997年3月19日 申請日期1996年3月8日 優(yōu)先權日1996年3月8日
發(fā)明者干為民, 顧秋琴, 徐宏力 申請人:常州工業(yè)技術學院機電研究所