[发明专利]一种两维度磁弹性测力传感器

权利要求书

1.一种两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，所述传感器的主体由尺寸相同的多片磁致伸缩材料层叠构成，所述主体上形成有四个通孔，所述四个通孔的延伸方向与所述多片磁致伸缩材料的延伸平面垂直，所述四个通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔；通过在所述第一通孔和所述第三通孔穿绕导线，以形成第一组线圈；通过在所述第二通孔和所述第四通孔穿绕导线，以形成第二组线圈；所述第一组线圈与所述第二组线圈正交；

所述传感器用于感测所述主体上受到的沿所述多片磁致伸缩材料的延伸平面施加的力，在所述传感器感测所述主体上受到的力时，所述第一组线圈与所述第二组线圈中的一者用作励磁线圈，所述第一组线圈与所述第二组线圈中的另一者用作测量线圈，通过所述测量线圈输出的感应电动势的大小及相位，确定所述主体上受到的力的大小和方向；

假定所述第一通孔与所述第二通孔的连线方向为X方向，假定所述第二通孔与所述第三通孔的连线方向为Y方向，则所述传感器用于感测沿与X方向垂直的方向施加在所述主体上的力Fy以及用于感测沿与Y方向垂直的方向施加在所述主体上的力Fx。

2.根据权利要求1所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔各自的中心依次连线构成正方形。

3.根据权利要求2所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，所述主体在沿所述多片磁致伸缩材料的延伸平面的外周形状为正方形去除四个角部之后形成的形状，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔各自的中心依次连线构成的正方形的中心点与所述外周形状的中心点同心。

4.根据权利要求3所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，被去除的四个角部的大小相同。

5.根据权利要求4所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，被去除的四个角部的形状均为以对应角部的顶点为顶点的扇形形状。

6.根据权利要求5所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，所述主体的外周形状的任一直线边所在方向分别与X方向或者Y方向平行。

7.根据权利要求6所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔各自的中心依次连线构成的正方形的边长与所述外周形状的任一直线边的长度相等。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，在使用所述传感器测量所述主体上受到的力时，所述传感器与外部的二次仪表连接，所述二次仪表包括：励磁电源、相敏解调模块、信号处理模块；所述励磁电源与所述传感器的励磁线圈连接，所述励磁电源用于给所述传感器提供预设频率的交流恒流励磁电流；所述相敏解调模块分别与所述励磁电源和所述传感器的测量线圈连接，所述相敏解调模块用于根据来自所述励磁电源的参考交流信号对来自所述测量线圈的测量信号进行解调，以输出经解调的感应电动势；所述信号处理模块与所述相敏解调模块连接，所述信号处理模块用于将所述经解调的感应电动势变换为力值数据并进行输出。

9.根据权利要求8所述的两维度磁弹性测力传感器，其特征在于，根据所述经解调的感应电动势的相位，确定所述主体上受到的力的方向。