一種貼面式拉壓扭專用傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種貼面式拉壓扭專用傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，貼面式傳感器以緊貼固定在受力上，根據(jù)材料受力變形而變形形成一個信號差輸入，是一種將物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。而普通貼面式傳感器一般分為拉壓力傳感器和扭力傳感器。拉壓力傳感器是以彈性體為中介，通過力作用在帖傳感器兩邊的電阻應(yīng)片使它的阻值發(fā)生變化，再經(jīng)過相應(yīng)的電路轉(zhuǎn)換為電的信號。扭力傳感器內(nèi)的扭力測量彈性體是可以有任何形狀的，但無論何種形狀，它都必須有光滑的表面用來貼應(yīng)變片來測量其形變的。而可同時檢測拉、壓、扭的三個不同力的貼面式傳感器是少之又少的，一般檢測拉壓力的傳感器與檢測扭力的傳感器，都是分開的，檢測拉壓力的傳感器只能用于檢測拉壓力，檢測扭力的傳感器只能用于檢測扭力，這樣將使用多套檢測系統(tǒng)，多個檢測部件，造成浪費，結(jié)構(gòu)復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題為提供一種安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，使用便捷的貼面式拉壓扭專用傳感器。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種貼面式拉壓扭專用傳感器，包括電路板、應(yīng)變片以及彈性體，所述電路板與應(yīng)變片相連接；所述彈性體為橋梁結(jié)構(gòu)，兩端均設(shè)有立柱，兩立柱之間設(shè)有橫梁，兩立柱上均設(shè)有通孔；所述橫梁的左右兩端分別和兩立柱相連接，橫梁的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，所述應(yīng)變片設(shè)置在橫梁的中央。
[0006]本發(fā)明有益效果是:通過橫梁的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，應(yīng)變片設(shè)置在橫梁的中央，可以緊貼固定在受力面上，具有拉、壓、扭三個受力特點，可同時檢測三個不同力；受力變化明顯，安裝方便，材料使用率高，生產(chǎn)方便，可雙面貼片通過形成組橋具有精度高，頻率快速響應(yīng)的特點。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善應(yīng)變片穩(wěn)定性不夠精度不高的問題，所述應(yīng)變片包括應(yīng)變箔、電阻、絕緣保護片以及引出線，所述電阻的數(shù)量為四個，形成一個電橋，所述電橋設(shè)置在應(yīng)變箔的底端，并與引出線相連接，所述絕緣保護片設(shè)置在應(yīng)變箔的邊緣，所述應(yīng)變箔為陶瓷膜片。如此，通過陶瓷膜片的應(yīng)變箔，利用陶瓷的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和抗振動的特性，以及陶瓷的熱穩(wěn)定特性使傳感器的工作溫度范圍高達-40?135°C，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善電阻值過大或過小的問題，所述電阻的電阻值大小為10歐姆到10000歐姆之間。阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調(diào)零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。因此，電阻的電阻值大小為10歐姆到10000歐姆之間是比較合適的。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善應(yīng)變片可靠性低誤差大的問題，所述應(yīng)變片包括藍寶石薄片、測量膜片以及接收膜片，所述藍寶石薄片焊接在測量膜片上，所述接收膜片通過拉桿連接在測量膜片上。如此，通過藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性，導致傳感器可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善應(yīng)變片成品率低的問題，所述藍寶石薄片為娃和藍寶石制成的半導體敏感元件。如此，通過娃-藍寶石半導體敏感元件無p-n漂移的特點，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善傳感器固定不穩(wěn)固的問題，兩立柱上均設(shè)有兩個相對應(yīng)的通孔。如此，通過兩端均設(shè)有兩個固定的通孔，可以更好的將彈性體固定在待測物體上，提高出傳感器的牢固性。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了改善單一應(yīng)變片容易失效，精度不準的問題，所述應(yīng)變片的數(shù)量為四個，四個應(yīng)變片成矩形相互連接。如此，通過組橋形成的多片應(yīng)變片，將具有采樣數(shù)據(jù)形成精度高，頻率快速響應(yīng)的特點。
[0013]在上述各種結(jié)構(gòu)中，還包括接線座，所述接線座與電路板相連接。如此，通過接線座，傳感器可快速與外界傳輸數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明貼面式拉壓扭專用傳感器的剖視圖；
[0015]圖2為本發(fā)明貼面式拉壓扭專用傳感器的仰視圖。
[0016]標號說明:
[0017]1、電路板；2、應(yīng)變片；3、彈性體；4、橫梁；5、通孔。
【具體實施方式】
[0018]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0019]請一并參照圖1以及圖2，如圖所示可知，本發(fā)明貼面式拉壓扭專用傳感器包括包括電路板1、應(yīng)變片2以及彈性體3，電路板1與應(yīng)變片2相連接；彈性體3為橋梁結(jié)構(gòu)，兩端均設(shè)有立柱，兩立柱之間設(shè)有橫梁4，兩立柱上均設(shè)有通孔5 ;橫梁4的左右兩端分別和兩立柱相連接，橫梁4的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，應(yīng)變片2設(shè)置在橫梁4底端的中央。應(yīng)變片2也可設(shè)置在橫梁4頂端的中央，應(yīng)變片2包括應(yīng)變箔、電阻、絕緣保護片以及引出線，電阻的數(shù)量為四個，形成一個電橋，電橋設(shè)置在應(yīng)變箔的底端，并與引出線相連接，絕緣保護片設(shè)置在應(yīng)變箔的邊緣，應(yīng)變箔為陶瓷膜片。陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及陶瓷的電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40?135°C，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。由于阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片2的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片2的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調(diào)零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差的問題。所述電阻的電阻值大小為10歐姆到10000歐姆之間。
[0020]本實施例中還提供另一種應(yīng)變片2的實施方式，應(yīng)變片2設(shè)置在橫梁4頂端的中央，應(yīng)變片2包括藍寶石薄片、測量膜片以及接收膜片，藍寶石薄片焊接在測量膜片上，接收膜片通過拉桿連接在測量膜片上。測量膜片與電路板1相連接，藍寶石薄片為硅和藍寶石制成的半導體敏感元件。采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。藍寶石是由單晶體絕緣體元素組成，不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性(10000C以內(nèi))，因此，利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗福射特性極強；另外，娃-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的傳感器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比尚。
[0021]本實施例中，兩立柱上均設(shè)有兩個相對應(yīng)的通孔5。如此，通過兩端均設(shè)有兩個固定的通孔5，可以更好的將彈性體3固定在待測物體上，提高出傳感器的牢固性。進一步的，應(yīng)變片2的數(shù)量為四個，四個應(yīng)變片2成矩形相互連接。如此，通過組橋形成的多片應(yīng)變片2，將具有采樣數(shù)據(jù)形成精度高，頻率快速響應(yīng)的特點。進一步的，本發(fā)明還包括接線座，所述接線座與電路板1相連接。如此，通過接線座，傳感器可快速與外界傳輸數(shù)據(jù)。
[0022]使用過程中，根據(jù)所需情況選擇相應(yīng)應(yīng)變片2以及應(yīng)變片2所處的位置，通過彈性體3上兩端的四個通孔5使用螺栓將彈性體3穩(wěn)定固定在所需測量拉壓扭力的待測物體上，電路板1與應(yīng)變片2相連接，再傳輸給顯示或執(zhí)行機構(gòu)，取得相應(yīng)效果。通過橫梁4的上下兩端均設(shè)有等腰梯形的凹槽，可同時檢測三個不同力。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效形狀或結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:包括電路板、應(yīng)變片以及彈性體，所述電路板與應(yīng)變片相連接； 所述彈性體為橋梁結(jié)構(gòu)，兩端均設(shè)有立柱，兩立柱之間設(shè)有橫梁，兩立柱上均設(shè)有通孔； 所述橫梁的左右兩端分別和兩立柱相連接，橫梁的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，所述應(yīng)變片設(shè)置在橫梁的中央。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變片包括應(yīng)變箔、電阻、絕緣保護片以及引出線，所述電阻的數(shù)量為四個，形成一個電橋，所述電橋設(shè)置在應(yīng)變箔的底端，并與引出線相連接，所述絕緣保護片設(shè)置在應(yīng)變箔的邊緣，所述應(yīng)變箔為陶瓷膜片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:所述電阻的電阻值大小為10歐姆到10000歐姆之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變片包括藍寶石薄片、測量膜片以及接收膜片，所述藍寶石薄片焊接在測量膜片上，所述接收膜片通過拉桿連接在測量膜片上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:所述藍寶石薄片為硅和藍寶石制成的半導體敏感元件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:兩立柱上均設(shè)有兩個相對應(yīng)的通孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變片的數(shù)量為四個，四個應(yīng)變片成矩形相互連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼面式拉壓扭專用傳感器，其特征在于:還包括接線座，所述接線座與電路板相連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貼面式拉壓扭專用傳感器，包括電路板、應(yīng)變片以及彈性體，所述電路板與應(yīng)變片相連接；所述彈性體為橋梁結(jié)構(gòu)，兩端均設(shè)有立柱，兩立柱之間設(shè)有橫梁，兩立柱上均設(shè)有通孔；所述橫梁的左右兩端分別和兩立柱相連接，橫梁的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，所述應(yīng)變片設(shè)置在橫梁的中央。本發(fā)明通過橫梁的上下兩邊均設(shè)有等腰梯形的凹槽，應(yīng)變片設(shè)置在橫梁的中央，可以緊貼固定在受力面上，具有拉、壓、扭三個受力特點，可同時檢測三個不同力；受力變化明顯，安裝方便，材料使用率高，生產(chǎn)方便。
【IPC分類】G01N3/02, G01L5/00
【公開號】CN105300588
【申請?zhí)枴緾N201510862732
【發(fā)明人】陳立成
【申請人】福建省莆田市衡力傳感器有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年12月1日