[发明专利]压向力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别涉及的是一种压向力传感器。

背景技术

压向力传感器广泛应用于多种计量和工控领域，它主要由弹性体和承载压头组成。这种传感器弹性体的上端头与承载压头之间的结合形式有多种，有两者直接接触传力的，也有通过中间传力件传力的，其中以钢球为传力件的较为典型和广泛。在以钢球为传力件的压向力传感器中，钢球装配在弹性体上端和承载压头下端的两个圆缺形凹口内，它能够对传感器受到的横向冲击力起到缓冲作用，保护传感器少受损伤，并能使压头自动复位。但是，在现有技术中，弹性体上端圆缺形凹口圆弧半径一定时，总存在着钢球大小不合适的状况，有的钢球过大，缓冲能力差，使传感器容易受损；有的钢球过小，其复位能力差，承载点易发生变化，测试精度不高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中钢球与弹性体和承载压头上的圆缺形凹口不相适配的问题，使他们之间有一个合适的比值范围，以保证传感器的抗冲击能力和部件复位能力足够强，测试精度、可靠性和稳定性足够高。

实现上述目的的技术方案是：一种压向力传感器，包括柱式弹性体、承载压头和传力钢球，弹性体的上端和承载压头的下端各有一个相同形状的圆缺形凹口，传力钢球装配在两个对应的圆缺形凹口内，其特征在于：所述钢球半径与所述圆缺形凹口半径的比值为1/3～1/1.1。

作为上述技术的一种优选方案，所述钢球半径与所述圆缺形凹口半径的比值为1/2.5～1/1.5。

作为上述技术的一种更为优选的方案，所述钢球半径与所述圆缺形凹口半径的比值为1/2.2～1/1.6。

上述技术特征是通过数千次试验、分析测试所得的结果。当钢球半径与圆缺形凹口半径的比值为1/3～1/1.1时，钢球不仅能够有效缓解传感器所受到的横向冲击力，避免传感器受损，而且钢球能够快速复位，自动调节好承载点，使传感器的测试精度、可靠性和稳定性不受影响。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是沿图1中A-A线的剖视图。

图中：1.压向传感器弹性体，2.传力钢球，3.承载压头，R1.钢球半径，R2.球缺形凹口半径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本发明压向力传感器，包括弹性体1、承载压头3和传力钢球2，弹性体1的上端和承载压头3的下端各有一个圆缺形凹口，两个球缺形凹口半径R2相等，形状相同，传力钢球2装配在两个对应的圆缺形凹口内，钢球半径R1与圆缺形凹口半径R2的比值为1/3～1/1.1。这种传感器上的钢球可以在圆缺形凹口内自由地滚动、自动复位，当传感器受到横向冲击力时，它不仅能够有效缓解冲击力，避免传感器受损，而且钢球能够快速复位，自动调节好承载点，即传力钢球2与圆缺形凹口的承载点、球心和弹性体1轴线三者很快重合，使传感器的测试精度、可靠性和稳定性不受影响。

本发明中，钢球半径R1与圆缺形凹口半径R2的比值为1/2.5～1/1.5时，钢球在圆缺形凹口内滚动更灵活，调节承载点的能力更好，当传感器受到横向冲击力时，钢球起到的缓解作用更强，自身的复位能力更好。

钢球半径R1与圆缺形凹口半径R2的比值为1/2.2～1/1.6时，是传感器缓解横向冲击力和自动复位能力能够达到最佳的比值范围，钢球在圆缺形凹口内滚动最灵活，调节承载点的能力最好，当传感器受到横向冲击力时，钢球起到的缓解作用最强，自身的复位能力最好。