專利名稱：改良型荷重元的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種將輸出的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號以減少干擾的改良型荷重元。
荷重元是供測量受力構(gòu)件的物理參數(shù)用。傳統(tǒng)荷重元的受力構(gòu)件本體，必須選用材料特性非常好的彈性體鋼材，且對機械加工的精度要求非常高，因此，材料成本極高且不易達到加工精度，并有調(diào)校費時且未對溫度的影響做補償，影響到測量精度。而且，其信號是以模擬方式輸出，又有易受外界雜訊干擾，傳送距離短且精度低的缺點。所以，傳統(tǒng)的荷重元并未對會影響物理現(xiàn)象的參數(shù)加以補償。且輸出的是易受外界雜訊干擾的模擬信號，具有測量精度差且成本高的未盡完善之處。
本實用新型的主要目的在于，提供一種改良型荷重元，其應變片電橋所產(chǎn)生的信號，經(jīng)放大器處理放大后再經(jīng)由模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，同時以一溫度感測器將測得的溫度資料數(shù)值輸出，采用一存儲器將影響荷重元物理現(xiàn)象的參數(shù)加以存儲，并做適當?shù)难a償，具有將荷重元的測量精度提高，簡化生產(chǎn)流程，降低成本，達到批量生產(chǎn)的功效。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種改良型荷重元，是在一受力構(gòu)件的適當位置，黏貼四組連接成電橋電路的應變片，其特征在于，所述應變片電橋連接一模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置，并且共同設置在受力構(gòu)件的內(nèi)部，該模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置包括有一放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器，與該應變片電橋的輸出端相連接；一溫度感測器，黏貼并接觸于該受力構(gòu)件；一用于存儲各項參數(shù)資料的存儲器；一傳送介面，將放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器、溫度感測器以及存儲器的數(shù)字信號送至一微處理器；以及一穩(wěn)壓器，與該應變片電橋的電壓輸入端相連接，并同時供應前述各元件所需穩(wěn)定電壓。
本實用新型的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的改良型荷重元，該模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換(A／D)及存儲補償裝置可設置在一電路板或制成晶片的形態(tài)。
本實用新型具有測量精度高，簡化生產(chǎn)流程，降低成本，且可批量生產(chǎn)的功效。
為能進一步了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下較佳實施例，并配合附圖詳細說明如下

圖1是一般的傳統(tǒng)荷重元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示傳統(tǒng)荷重元的應變片電橋電路圖。
圖3是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型實施例的電路方塊圖。
圖5是本實用新型實施例與電腦或重量儀表連接的示意圖。
圖6是圖5所示A-A部位斷面剖視圖。
首先，請參閱圖1、2所示，一般的荷重元的結(jié)構(gòu)是將四組應變片連接成一電橋電路(1)，而用特殊膠水貼于荷重元受力構(gòu)件(2)的凹陷面(21)，并利用一封蓋(22)密封，以達到防水功能。當受力構(gòu)件(2)荷重時，會使受力構(gòu)件(2)產(chǎn)生形變，進而使貼于其上的應變片產(chǎn)生微量的電阻變化，而電橋電路兩端所加的激勵電壓(+V)(-V)，則在電橋電路的另兩端(+Sig，-Sig)，因應變片的電阻變化而產(chǎn)生電壓變化，此電壓變化量是與受力構(gòu)件(2)的荷重大小成正比。據(jù)此，借由電橋電路輸出的電壓變化信號，則可測量出受力構(gòu)件荷重的大小。但傳統(tǒng)的荷重元是直接依靠此易受外界雜訊干擾的模擬信號作為測量的依據(jù)，且未對會影響荷重元物理現(xiàn)象的參數(shù)加以補償，極易造成測量精度差的缺點。
再者，請參閱圖3～6所示，本實用新型是在一受力構(gòu)件(2)適當位置的凹陷面(21)，黏貼四組應變片連接成電橋電路(1)，其特征在于，該應變片電橋電路(1)連接一模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置(3)，并且共同設置在受力構(gòu)件(2)內(nèi)部，并以封蓋(22)密封，而該模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置包括有一放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器(3)，與該應變片電橋電路(1)的輸出端相連接，以接收應變片電橋電路(1)輸出的模擬信號，并將該模擬信號處理放大后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
一溫度感測器(32)，黏貼并接觸于該受力構(gòu)件(2)，以直接測量受力構(gòu)件(2)上微細的溫度變化。
一存儲器(33)，存儲各項參數(shù)資料，包括有受力構(gòu)件的溫度影響變形量參數(shù)，溫度補償參數(shù)，荷重加載及卸載時的遲滯曲線資料，荷重時間／荷重形變數(shù)據(jù)資料，以及受力構(gòu)件的非線性曲線數(shù)據(jù)資料。
一傳遞介面(34)，將放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器(31)、溫度感測器(32)以及存儲器(33)與外界連接，把三者的數(shù)字信號傳送至外界的電腦或儀表(4)內(nèi)部的微處理器(CPU)，或把電腦或儀表(4)的控制信號輸入此三者。
一穩(wěn)壓器(35)，與該應變片電橋電路(1)的電壓輸入端相連接，以提供一個穩(wěn)定的電壓源，并同時供給前述各元件所需電壓。
上述模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置(3)，其可設置在一電路板或制成晶片的形態(tài)，以達到組裝方便的功效。
本實施例中各主要元件采用的型號如下放大器CRYSTAL、CS5512；模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器ANALOG DEUICEAD620；溫度感測器國際牌LM76；存儲器MICRO CHIP 24LC01；傳送介面菲利浦PCA9544；穩(wěn)壓器國際牌78L05。
再者，上述裝置(3)是將數(shù)字信號傳送至外界電腦或儀表(4)內(nèi)部的微處理器，這樣可共用一微處理器，經(jīng)濟實惠。如果在受力構(gòu)件(2)內(nèi)部另設有一微處理器，再與外界電腦或儀表(4)連接，亦是本實用新型另一可行實施例。
如上所述的結(jié)構(gòu)，先用電腦或儀表(4)將各項補償參數(shù)(溫度系數(shù)、遲滯曲線參數(shù)，蠕變曲線參數(shù)，非線性參數(shù)，靈敏度參數(shù))輸入該存儲器(33)后，當本實用新型的受力構(gòu)件(2)受到壓力或拉力時，該應變片電橋電路(1)輸出的模擬信號，隨即被該放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器(31)放大處理并轉(zhuǎn)變成數(shù)字重量變化信號，且由溫度感測器(32)測量出溫度的變化資料，并加以各項參數(shù)的遲滯、蠕變、非線性以及靈敏度的曲線變化資料輸入電腦或儀表(4)內(nèi)的微處理器取用計算后，即可得到標準的荷重讀數(shù)。
所以，本實用新型直接將前述裝置設在受力構(gòu)件(2)內(nèi)部，將應變片電橋電路(1)所產(chǎn)生的模擬信號予以數(shù)字化，使其不易受外界雜訊干擾，借以保持測量精準度，且將影響荷重元物理現(xiàn)象的各項參數(shù)，均加以存儲并適當?shù)难a償，而具有提高荷重元測量的精準度，簡化生產(chǎn)流程，降低成本，達到批量生產(chǎn)的功效。
綜上所述，本實用新型所揭示的構(gòu)造，為昔所無，且確能達到預期的功效，并具有可供產(chǎn)業(yè)利用性，完全符合新型專利要件。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種改良型荷重元，是在一受力構(gòu)件的適當位置，黏貼四組連接成電橋電路的應變片，其特征在于，所述應變片電橋連接一模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置，并且共同設置在受力構(gòu)件的內(nèi)部，該模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置包括有一放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器，與該應變片電橋的輸出端相連接；一溫度感測器，黏貼并接觸于該受力構(gòu)件；一用于存儲各項參數(shù)資料的存儲器；一傳送介面，將放大器及模擬／數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器、溫度感測器以及存儲器的數(shù)字信號送至一微處理器；以及一穩(wěn)壓器，與該應變片電橋的電壓輸入端相連接，并同時供應前述各元件所需穩(wěn)定電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良型荷重元，其特征在于，所述模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換(A／D)及存儲補償裝置可設置在一電路板或制成晶片的形態(tài)。
專利摘要一種改良型荷重元,是在一受力構(gòu)件上黏貼四組連接成電橋電路的應變片,應變片電橋連接一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換及存儲補償裝置,并且共同設置在受力構(gòu)件的內(nèi)部,其包括A/D轉(zhuǎn)換器;溫度感測器,黏貼并接觸于該受力構(gòu)件;用于存儲各項參數(shù)資料的存儲器;傳送介面,將放大器及A/D轉(zhuǎn)換器、溫度感測器及存儲器的數(shù)字信號送至微處理器;穩(wěn)壓器與應變片電橋輸入端相連。其可提高測量精度,簡化生產(chǎn)流程,降低成本,且可批量生產(chǎn)。
文檔編號G01L1/20GK2416498SQ00204610
公開日2001年1月24日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者張滄海 申請人:張滄海