[实用新型]九柱式测力传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于称重传感器技术领域，涉及一种九柱式测力传感器适用于大量程和超大量程力的测量。

技术背景

柱式测力传感器是一种利用柱式金属弹性体作为力转换应变的功能元件，它通过粘贴在弹性体表面的应变仪及以一定方式组成的惠斯顿电桥，在外加电源作用下，实现力、应变、电阻变化、电信号变化四个转换环节的一种测力传感器。柱式传感器具有结构简单、加工方便、刚性好等优点，但这种结构的传感器存在着传感器的抗侧向能力较差、测力精度不高，密封性能差，防潮、防腐的能力差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种量程在100T——1000T之间甚至更大量程的九柱式测力传感器，该种测力传感器体积相对较小，密封性能好、测量精度较高。

本实用新型采用如下技术方案：所提供的测力传感器由柱式弹性体、外壳、承力轴、底座、安装孔、密封接插件、屏蔽导线、箔式电阻应变计、半导体补偿应变计组成，其特点是采用九柱式弹性体结构，该九柱式弹性体由位于中央的方形弹性柱体和围在该柱体外围的八个弹性柱体构成，该九柱式弹性体围成一个圆柱体，各弹性柱体间由槽隔开、外围的8个弹性柱体，相对的柱体两两对称，并在外围8个柱式弹性体中间部位各粘贴1个箔式电阻应变计，其中箔式电阻应变计一个纵向、一个横向相互交错粘贴在外围的8个弹性柱体上，所述九柱式弹性体与外壳的连接一端采用固定形式，另一端采用波纹膜片连接方式。

本实用新型的有益改进还有：测力传感器的承压轴、九柱式弹性体、底座和安装孔采用一体结构。

本实用新型的有益改进还有：在弹性体对称的两个柱上纵向粘贴两个补偿半导体应变计，该并串接在电桥的输入回路中，补偿半导体应变计的阻抗是电桥阻抗的5-10％。

本实用新型采用九柱式弹性体结构，该九柱式弹性体由位于中央的方形弹性柱体和围在该柱体外围的八个弹性柱体构成，并在外围8个柱式弹性体中间部位各粘贴1个箔式电阻应变计，其中纵向粘贴的箔式电阻应变计4个，横向粘贴的箔式电阻应变计4个，当承力轴受称重载荷力作用时，其中纵向粘贴箔式电阻应变计受纵向应力作用而压缩，使其电阻值减少，横向粘贴箔式电阻应变计受横向应力作用而拉伸，使其电阻值增加，并且8个箔式电阻应变计按照电桥的和差特性而组成惠斯顿电桥，从而完成力、应变、电阻、电信号变化转换，达到测力或称重的目的。在九柱式传感器结构中，弹性体与外壳的连接一端采用固定形式，另一端采用波纹膜片连接方式，由于波纹膜片对纵向应力影响很小，而对侧向应力影响很大，从而大大提高了传感器的抗侧向能力，进一步提高了传感器的测量精度，同时这种连接方式又能很好的解决密封问题，达到防潮、防腐的功能，在九柱式传感器结构中，采用小阻值的半导体补偿应变计对传感器的非线性指标进行补偿，从而也提高了传感器的测量精度。

本实用新型由于采用了九柱式弹性体结构，与普通柱式传感器相比较，在同等受力的情况下，增大了弹性体受力部分的几何尺寸，提高了传感器的抗侧向能力；

本实用新型由于采用了九柱式弹性体结构，与普通柱式传感器相比较，在同样量程的情况下，由于每个柱式弹性体的几何尺寸较小，在热处理加工过程中，有利于提高热处理的均匀性，从而提高传感器的刚性，减少传感器的滞后误差和不重复性误差。

本实用新型由于采用了九柱式弹性体结构，在保证几何尺寸不变化的情况下，可通过调节弹性柱体间槽的宽度满足不同量程的要求。

本实用新型由于弹性体与外壳的连接一端采用固定形式，另一端采用不锈钢波纹膜片连接方式，波纹膜片对纵向应力影响很小，而对侧向应力影响很大，从而大大提高了传感器的抗侧向能力，进一步提高了传感器的测量精度。同时，这种连接方式很好的解决了传感器的密封问题，使传感器具有防潮、防腐的功能，极大地提高了传感器的应用范围和应用领域。

本实用新型由于承压轴、底座和九柱式采用一体结构，极大地提高了传感器的刚度以及消除了传感器受力时产生的摩擦阻力对传感器的影响。

本实用新型在弹性体上粘贴两个小阻值的半导体补偿应变计并串在电桥的输入回路中，当弹性体受力时，半导体补偿应变计阻值发生变化，即阻值减少，惠斯顿电桥的实际电压增加，从而补偿了传感器在受力时输出信号往下衰减的不足。

本实用新型的特点是：在大量程和超大量程的力测量中，很好的解决了原来技术中的传感器结构与测量精度的矛盾，达到两者的相互统一，同时本实用新型结构的传感器具有加工方便和抗扭矩、抗侧向力的功能，适用在轨道衡、大型料位、港口、船舶、钢铁、油田等行业中的应用。

附图说明

图1本实用新型九柱式测力传感器的结构剖视图；