[实用新型]动态张力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及动态张力传感器，适用与线状、绳状、束状、条子、片状等物料，如纱线、纤维条、电线电缆，光纤光缆、钢板、磁带、塑料薄膜等物料在运动中受力的检测和传感。

背景技术

工业生产中，对运动中的物料张力进行在线检测，能保证工艺参数设定后的动态调整、控制和报警，从而保证整个生产过程中物料圈绕密度的恒定，实现了产品质量最佳，产量最大的效果。

因此，目前国内外出现了各种各样的动态张力传感器，按作用原理分类有机械式、电容式、电子应变片式等。现行机械张力传感器采用的力变换弹性元件又有以下几种：等截面圆柱形式、圆环形式、等截面薄板形式、悬臂梁形式和扭转轴结构形式。

上述各种形式的张力传感器和力变换弹性元件的应用领域，所检测的张力范围，检测精度和制作加工的难易程度各不相同，各有所长短。

01211093.0号中国实用新型专利提出了一种“在线自动检测装置用的力传感器”的结构元件，特征是采用一片两侧紧固在平板上且与平板不紧贴的一块等截面弹性片，采用一根扭转轴垂直穿过该弹性片，扭转轴的一端为被测物体接触的检测端，另一端为固定有磁性体的传感信号输出端。检测过程中，当运动中的被测物体张力波动时，扭转轴检测端受力变化，并通过与扭转轴紧固在一起的弹性片的作用发生扭转，扭转轴输出端发生相应位移，由此引起磁场的变化，并以电压线性变化的形式输出，反应出被测物的张力变化。这种形式能精确进行动态检测，但不能适应长时间在线检测，由于温度的变化影响了传感器的输出信号，从而造成检测数据偏差和零位漂移，使产品质量无法保证，单个传感器输出信号较弱，使构件较长使用不方便；传感器的设置受重力影响，弹性片两端无法平衡。

发明内容

本实用新型的目的是在上述01211093.0号专利技术的基础上的改进，提供一种新机构的动态张力传感器。

本实用新型的特征是采用两端固定在平板上的一块等截面弹性片，一根穿过平板和弹性片中心的扭转轴，扭转轴一侧为检测端，检测端设置被测物料的传导部件，物料经过传导部件后与检测端的侧面形成一个包围角，另一端为输出端，输出端固定有两组磁性体，磁性体中固有两个传感器的信号输出元件。

输出端和检测端可以位于上述弹性片的两测，也可以位于弹性片的同一侧。在位于同一侧时，为了保持静态条件下扭转轴两端的平衡，可在扭转轴的另一侧设置平衡片。

本实用新型的优点是检测装置的结构合理，可根据测量精度和分辨率同时改变扭转轴的长短和大小，被测物料的张力能以磁场变化转化为电压线性变化的形式输出，双传感器消除了温度对检测信号的影响，使动态在线检测结果精确，实时可靠。

附图说明

附图1为01211093.0专利“在线自动检测装置用的力传感器”的结构示意图；图2为检测端和输出端位于弹性片同侧的本实用新型结构示意图；图3为检测端和输出端位于弹性片两侧并设置了平衡片的本实用新型结构示意图；图4、图5为图2、图3中检测端A点在测试时的受力情况示意图；图6、图7、图8、图9为图2、图3中输出端B点双传感器信号输出元件不同组合的结构示意图；图10为检测端A点检测片状物体时的结构示意图；图11、图12设置在弹性片中间时两种磁性体为双头的结构示意图。图中：

1.扭转轴；2.弹性片；3.固定平板；4.磁性体；5.物料传导部件；6.信号输出元件；7.被测物料；8.平衡片；9.固定片。

具体实施方式：

以下对本实用新型做进一步详细说明。

弹性片2为金属薄片，选用不同弹性摸量材料、不同宽度、不同高度或不同厚度的弹性片2时，可改变测力范围，分辨力大小及弹性片2的变形量，由此达到对动态线性输出和分辨率的要求。

扭转轴1上的检测端和输出端可以位于弹性片2的两侧或同侧，位于同侧时，为保持静态条件下扭转轴1的两端平衡，可在扭转轴1的另一侧设置平衡片8，平衡片8可根据需要选用不同规格的螺母或其他构件。

改变检测端检测点A与弹性片之间的距离可改变动态量程的大小。

输出端的磁性体4可以是同性或异性结构，也可以是单头或双头磁性体4，改变磁性体4的强度、间距可调整测力范围或分辨力的大小。

在线检测过程中，当运动物料的张力波动时，扭转轴1检测端受力变化，并通过扭转轴1紧固在一起的弹性片2的作用发生扭转，扭转轴1的输出端发生相应的位移，由此引起磁场的变化，并以电压线性变化的形式输出，由此反映被测物料的张力变化。

双传感器温度系数的互补，抵消了温差的影响，双传感器信号的输出是单传感器的两倍，从而使在线检测值更紧凑更精确可靠。