[其他]单元组合式磁弹性测力称重传感器

说明书

本实用新型是一种由标准单元的导磁体与弹性体组成的磁弹性测力称重传感器，是通过被测量力和重量引起材料导磁性质的变化进行测量的传感器，可广泛应用于各工业部门测量力和重量的一种装置。

目前，国内外一般轧机大力值测量是采用环形、圆形、矩形磁弹性测力传感器，圆形或矩形传感器的导磁体是根据力值上限，用不同规格的硅钢冲片粘结，再经金加工而成，环形传感器的环形导磁体是用硅钢带材盘卷成环形粘结，用数控机床金加工而成。这些已有技术存在以下不足之处：a.首先传感器整体加工，必须具备一系列大冲模、冲床、环卷机、数控机床、大量粘结夹具、大功率烘箱等，因此设备投资大；b.每片粘结面大，冲片数多，要用去大量钢材及铜导线，并需要有害粘结胶水，容易污染环境；c.传感器功耗大，同时又要配置成本高昂的激磁电源。

本实用新型目的是设计一种标准单元的导磁体，用一个或多个导磁体与弹性体组成磁弹性测力称重传感器，代替已有技术整体加工的磁弹性测力称重传感器，具有成本低、省料又省电、使用寿命长、技术性能好和安装维护方便等优点。

为完成上述的目的，采取技术方案是用一种统一规格的硅钢片制成通用标准化单元导磁体，用一个单元或多个单元导磁体安装在不同结构和规格的弹性体内，组成测力称重传感器。

使用时，外界的力或荷载极大部份作用于弹性体，只有小部分通过弹性体传递给导磁体，由于弹性体是采用高强度合金弹性钢制作，又经过热处理，其强度和硬度很高，而导磁体在弹性体的保护下工作。传感器测量顿位大小与受力的截面积成正比，而在安装导磁    体的只数又与截面积成正比，所以按不同的要求仅安装导磁体只数不同，因此，导磁体可做得很小，这样达到了省料、省电、成本低、不需要较大的设备投资。

本实用新型所提出的技术方案原理是：当传感器无被测外力作用时，导磁体初级绕组磁力线不切割次级绕组，所以次级绕组输出电压近似于零，传感器受到被测外力作用时，除弹性体承受大部分力外，其余作用于导磁体，导磁体受力作用后其作用力方向的导磁率下降，与该作用力方向垂直的另一方向的导磁率将提高，因此磁力线将向这个方向偏转，使次级绕组受到磁力线切割感应，从而输出电压信号，次级绕组输出电压与磁力线偏转量成正比，也即与被测力成正比。

本实用新型实施例：结合附图加以描述，

图1为多个导磁体的环形传感器结构图；

图2为导磁体外形示意图；

图3为导磁体结构图；

图4为导磁体安装结构图；

图5为多个导磁体的矩形传感器结构图；

图6为多个导磁体的圆形传感器结构图。

以环形传感器为例加以叙述，如图1所示，传感体的环形弹性体2由高强度合金弹性钢加工而成，外形尺寸由轧机或其它使用部位的空间决定，在环形弹性体2四周按四等分开有四个孔，并在孔中安装四只导磁体，为保护导磁体绕组的密封性，在孔和导磁体的周围填有密封胶3，在填满密封胶3前必须排除绕组中杂质和水气。多个导磁体各绕组互相连接，则导磁体1的连接线4要求焊接牢靠，外套5和内套6是保护导磁体1与连接线4，其绝缘强度＞2MΩ，电缆8保护螺杆7，电缆8是带屏蔽的四芯电缆线，用于连接传感器与电源、信号处理装置，接线板9用于连接导磁体绕组，连接线4与电缆8，橡皮环11装于紧固螺丝10和接线板9之间，压紧接线板9，使接线板9不会松动。当外力作用，极大部份作用于弹性体2，其极小部份力作用在导磁体1上，导磁体1具有二组绕组，一组为供激磁电流的初级绕组，另一组为输出电压信号的次级绕组。

图2和图3是图1中的外形和导磁体的结构图，导磁体1是由硅钢冲片叠块12用胶水粘结而成，块数是根据测力值大小而决定，硅钢片12中心区域冲有4个孔，导磁体1的两侧贴上绝缘片16，其中心区域与硅钢片叠块12有相同4个圆孔，孔中穿入绝缘导管18，然后通过导管绕成初级绕组13和次级绕组14，两个绕组之间由塑料片15隔离，绕组引出四根导线由小导管17保护。必须说明导磁体的硅钢片必须平直、去毛刺、清洗及整理选择，粘结成的硅钢片叠块12后磨外圆，然后用软质纸保护好进行人工时效处理及疲劳试验。

此传感器精度除取决于导磁体1与弹性体2制造质量外，导磁体1的安装也十分重要，如图4所示，导磁体1进入弹性体2的安装孔内，使与受力中心线重叠，密封胶3填入孔内要均匀饱满，去除杂质和水份。

实施例二：在实施过程中证明标准单元化导磁体不仅能安装于环形传感器进行测力和称重，同样能将标准化单元导磁体均匀安装于矩形弹性体及圆形弹性体中进行测力和称重如图5及图6所示。