專利名稱：一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種傳感器，具體地說是力傳感器。
背景技術(shù)：
振動工程中，設(shè)備機腳傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上的動態(tài)力是聲學(xué)設(shè)計的輸入?yún)?shù)及設(shè)備振動的評價指標(biāo)，對力的獲取及其測量技術(shù)的研究極為重要。傳統(tǒng)的傳遞力的測量方法普遍應(yīng)用環(huán)形壓電式力傳感器或應(yīng)變式力傳感器。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)有3篇文獻(xiàn)涉及到設(shè)備動態(tài)傳遞力的測量方法的內(nèi)容。分別是華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文一《機械設(shè)備振動源特性測試方法研究》、《山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報》在1984年I期刊登的《動態(tài)力的測量探討》及哈爾濱工程大學(xué)張思遠(yuǎn)的碩士學(xué)位論文《激勵力的板型力傳感器的測試研究》。前兩篇文獻(xiàn)中均使用傳統(tǒng)的壓電式環(huán)形力傳感器的單傳感器法測量法，在設(shè)備剛性安裝條件下，一般將一個環(huán)形壓電式力傳感器串聯(lián)在設(shè)備機腳與基礎(chǔ)之間，彈性安裝條件下，一般將一個環(huán)形壓電式力傳感器串聯(lián)在設(shè)備機腳與隔振器之間；實際上，在這種安裝狀態(tài)下，設(shè)備機腳傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上的力是由兩條路徑傳遞的，一條是設(shè)備機腳經(jīng)力傳感器傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上，一條由設(shè)備機腳傳遞到安裝螺栓再傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上，傳感器僅能測量到經(jīng)其傳遞的力，無法測量經(jīng)螺栓傳遞的力，一般認(rèn)為通過螺栓傳遞的力可達(dá)合力的109^30%，傳感器僅能測到709^90%，測量誤差較大。第二篇文獻(xiàn)中還提到應(yīng)變式力傳感器，應(yīng)變式力傳感器測量頻帶小，僅能測低頻，并容易改變系統(tǒng)隔振的阻抗特性，而工程中對高頻段的動態(tài)力的測量也有要求，并不希望改變隔振系統(tǒng)的阻抗特性。張思遠(yuǎn)的論文中設(shè)計了一種板型預(yù)緊式力傳感器，試圖解決上述問題，但其設(shè)計的傳感器質(zhì)量體積較大，且上下各有4個安裝點，安裝時難以保證4個點在同一平面，這將導(dǎo)致傳感器測量軸線不垂直于安裝面，實際使用仍然較為困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供克服了傳統(tǒng)環(huán)形壓電傳感器測量值隨安裝狀態(tài)變化的缺點的一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器，其特征是包括壓電元件、連接塊、預(yù)緊螺栓，連接塊包括第一連接塊和第二連接塊，兩個連接塊上設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的孔，孔上方設(shè)置用于連接設(shè)備機腳或安裝基礎(chǔ)的連接螺孔，壓電元件中間設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的預(yù)緊孔，壓電元件通過預(yù)緊孔、預(yù)緊螺栓安裝在第一連接塊和第二連接塊之間，第一連接塊和第二連接塊相對于壓電元件對陣布置，壓電元件引出L5線。本實用新型還可以包括I、所述的連接塊為橫截面為六邊形的、中心部分中空的六角形體。本實用新型的優(yōu)勢在于本實用新型傳感器整體校準(zhǔn)后使用，其測量值不隨安裝狀態(tài)的變化而變化，避免了傳統(tǒng)環(huán)形壓電傳感器測量值隨安裝螺栓剛度及預(yù)緊力大小變化的缺點，精度大大提聞。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的俯視圖；圖3為本實用新型的工程應(yīng)用實例圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 3，本實用新型主要由四部分組成，包括連接塊2、環(huán)形壓電元件4、連接塊5與預(yù)緊螺栓3，其中連接塊2與連接塊5上有工程用連接螺紋，分別與設(shè)備機腳8及基礎(chǔ)11連接，且連接塊2與連接塊5為六角形，便于安裝拆卸，連接塊2、環(huán)形壓電元件4及連接塊5由預(yù)緊螺栓3進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊時預(yù)緊螺栓3的螺紋以螺紋膠防松，環(huán)形壓電元件4采用傳統(tǒng)方式封裝，電荷由L5線輸出。本實用新型內(nèi)部雖然也是兩條路徑傳遞力，一部分經(jīng)預(yù)緊螺栓3傳遞，另一部分經(jīng)壓電元件4傳遞，盡管壓電元件4本身只能測量到一部分激勵力，但整體校準(zhǔn)后傳感器的靈敏度得到修正，此時的靈敏度為整個傳感器的靈敏度而非壓電元件的靈敏度，可以測量出經(jīng)過整個傳感器傳遞的全部的動態(tài)力，測量誤差小。工程應(yīng)用實例本實用新型使用時，下端以雙頭螺栓10與基礎(chǔ)11或隔振器連接，上端也以雙頭螺栓7與設(shè)備機腳8相連；先安裝與基礎(chǔ)11或隔振器連接的雙頭螺栓10，此時可以利用傳感器9下端的六角設(shè)計進(jìn)行安裝，上端安裝與下端安裝相同，安裝中不可破壞傳感器9的預(yù)緊。經(jīng)工程應(yīng)用，本實用新型的誤差一般小于5%，克服了傳統(tǒng)傳感器測量中兩條路徑傳力的缺點。
權(quán)利要求1.一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器，其特征是包括壓電元件、連接塊、預(yù)緊螺栓，連接塊包括第一連接塊和第二連接塊，兩個連接塊上設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的孔，孔上方設(shè)置用于連接設(shè)備機腳或安裝基礎(chǔ)的連接螺孔，壓電元件中間設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的預(yù)緊孔，壓電元件通過預(yù)緊孔、預(yù)緊螺栓安裝在第一連接塊和第二連接塊之間，第一連接塊和第二連接塊相對于壓電元件 對陣布置，壓電元件引出L5線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器，其特征是所述的連接塊為橫截面為六邊形的、中心部分中空的六角形體。
專利摘要本實用新型的目的在于提供一種工程用動態(tài)預(yù)緊式壓電型力傳感器，包括壓電元件、連接塊、預(yù)緊螺栓，連接塊包括第一連接塊和第二連接塊，兩個連接塊上設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的孔，孔上方設(shè)置用于連接設(shè)備機腳或安裝基礎(chǔ)的連接螺孔，壓電元件中間設(shè)置用于安裝預(yù)緊螺栓的預(yù)緊孔，壓電元件通過預(yù)緊孔、預(yù)緊螺栓安裝在第一連接塊和第二連接塊之間，第一連接塊和第二連接塊相對于壓電元件對陣布置，壓電元件引出L5線。本實用新型傳感器整體校準(zhǔn)后使用，其測量值不隨安裝狀態(tài)的變化而變化，避免了傳統(tǒng)環(huán)形壓電傳感器測量值隨安裝螺栓剛度及預(yù)緊力大小變化的缺點，精度大大提高。
文檔編號G01L1/16GK202757716SQ20122033466
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者李玩幽, 翁俊, 張相彬, 冷巍, 率志君, 張悅 申請人:哈爾濱工程大學(xué)