一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及應(yīng)變傳感器的改進(jìn)技術(shù)。包括下螺紋法蘭接頭、上螺紋法蘭接頭和承載柱；下螺紋法蘭接頭和上螺紋法蘭接頭均為圓柱形結(jié)構(gòu)；在下螺紋法蘭接頭的底面和上螺紋法蘭接頭的頂面分別設(shè)置有橫向槽和縱向槽，橫向槽與縱向槽垂直；四個(gè)承載柱豎向設(shè)置并連接于下螺紋法蘭接頭和上螺紋法蘭接頭之間，四個(gè)承載柱均布于下螺紋法蘭接頭軸線為圓心的圓周上；在四個(gè)承載柱中間粘貼有測量軸向拉力的應(yīng)變片，在四個(gè)承載柱的根部粘貼有測量扭矩的應(yīng)變片。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的應(yīng)變傳感器由于彈性體在機(jī)械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位誤差大的問題。
【專利說明】一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及應(yīng)變傳感器的改進(jìn)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)變式傳感器是基于測量物體受力變形所產(chǎn)生的應(yīng)變的一種傳感器。電阻應(yīng)變片則是其最常采用的傳感元件。它是一種能將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感元件。
[0003]現(xiàn)有的應(yīng)變傳感器由于彈性體在機(jī)械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位誤差大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，本發(fā)明解決了現(xiàn)有的應(yīng)變傳感器由于彈性體在機(jī)械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位誤差大的問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，包括下螺紋法蘭接頭F1、上螺紋法蘭接頭F2和承載柱F3 ;下螺紋法蘭接頭Fl和上螺紋法蘭接頭F2均為圓柱形結(jié)構(gòu)，上螺紋法蘭接頭F2與下螺紋法蘭接頭Fl軸線重合并上下設(shè)置；在下螺紋法蘭接頭Fl的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別設(shè)置有橫向槽F5和縱向槽F4，橫向槽F5與縱向槽F4垂直；四個(gè)承載柱F3豎向設(shè)置并連接于下螺紋法蘭接頭Fl和上螺紋法蘭接頭F2之間，四個(gè)承載柱F3均布于下螺紋法蘭接頭Fl軸線為圓心的圓周上；在四個(gè)承載柱F3中間粘貼有測量軸向拉力的應(yīng)變片，在四個(gè)承載柱F3的根部粘貼有測量扭矩的應(yīng)變片。
[0006]進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器還具有如下特點(diǎn):承載柱F3中心截面與下螺紋法蘭接頭Fl縱向切面之間形成45度夾角。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器還具有如下特點(diǎn):在每個(gè)承載柱F3的兩個(gè)相對面的中間各粘貼有一個(gè)正應(yīng)變的應(yīng)變片和一個(gè)負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
[0008]進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器還具有如下特點(diǎn):在每個(gè)承載柱F3的一個(gè)側(cè)面的根部粘貼有下應(yīng)變的應(yīng)變片，在與該正應(yīng)變的應(yīng)變片相對的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
[0009]進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器還具有如下特點(diǎn):在下螺紋法蘭接頭Fl的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別有四個(gè)螺紋孔F6。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器還具有如下特點(diǎn):四個(gè)螺紋孔F6均布于下螺紋法蘭接頭Fl或上螺紋法蘭接頭F2軸線為圓心的圓周上；螺紋孔F6的徑向中心線與縱向切面之間形成45度夾角。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):傳感器可以利用一個(gè)彈性體同時(shí)承受拉力、扭矩參數(shù)。通過改變結(jié)構(gòu)尺寸，可以實(shí)現(xiàn)(5?100) kN、(50?1000) N.m的拉力和扭矩兩個(gè)參數(shù)的同時(shí)測量。傳感器彈性體采用四柱式(四個(gè)承載柱)結(jié)構(gòu)，可以極大的降低由于彈性體在機(jī)械加工中的加工精度所帶來的影響，可以提高傳感器的抗偏載能力，減少方位誤差。同時(shí)該傳感器還具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率高，體積小、重量輕，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的C-C剖視圖；
圖3是圖1的D向局部視圖；
圖4是圖1的A向視圖；
圖5是圖1的B向視圖；
圖6是本發(fā)明應(yīng)變片粘貼位置示意圖；
圖7是軸向拉力測量的應(yīng)變片組成的電橋電路圖；
圖8是扭矩測量的應(yīng)變片組成的電橋電路圖。
[0013]圖中符號(hào)說明:下螺紋法蘭接頭F1，上螺紋法蘭接頭F2，承載柱F3，縱向槽F4，橫向槽F5，螺紋孔F6，應(yīng)變片1-24。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面用最佳的實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)的說明。
[0015]如圖1-6所示，一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，包括下螺紋法蘭接頭F1、上螺紋法蘭接頭F2和承載柱F3 ;下螺紋法蘭接頭F1和上螺紋法蘭接頭F2均為圓柱形結(jié)構(gòu)，上螺紋法蘭接頭F2與下螺紋法蘭接頭F1軸線重合并上下設(shè)置；在下螺紋法蘭接頭F1的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別設(shè)置有橫向槽F5和縱向槽F4，橫向槽F5與縱向槽F4垂直；四個(gè)承載柱F3豎向設(shè)置并連接于下螺紋法蘭接頭F1和上螺紋法蘭接頭F2之間，四個(gè)承載柱F3均布于下螺紋法蘭接頭F1軸線為圓心的圓周上；在四個(gè)承載柱F3中間粘貼有測量軸向拉力的應(yīng)變片，在四個(gè)承載柱F3的根部粘貼有測量扭矩的應(yīng)變片。
[0016]承載柱F3中心截面與下螺紋法蘭接頭F1縱向切面之間形成45度夾角。
[0017]在每個(gè)承載柱F3的兩個(gè)相對面的中間各粘貼有一個(gè)正應(yīng)變的應(yīng)變片和一個(gè)負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
[0018]在每個(gè)承載柱F3的一個(gè)側(cè)面的根部粘貼有下應(yīng)變的應(yīng)變片，在與該正應(yīng)變的應(yīng)變片相對的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
[0019]在下螺紋法蘭接頭F1的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別有四個(gè)螺紋孔F6。
[0020]四個(gè)螺紋孔F6均布于下螺紋法蘭接頭F1或上螺紋法蘭接頭F2軸線為圓心的圓周上；螺紋孔F6的徑向中心線與縱向切面之間形成45度夾角。
[0021]傳感器由上下螺紋法蘭接頭來傳遞拉力參數(shù)，上下螺紋法蘭接頭設(shè)計(jì)成對稱的十字槽結(jié)構(gòu)來傳遞扭矩。傳感器在每根承載柱上都貼有6個(gè)應(yīng)變片，共有24個(gè)應(yīng)變片，組成2個(gè)電橋，共有2路輸出信號(hào)，一路為拉力測量信號(hào)，另一路為扭矩測量信號(hào)。測量電路全部采用直流對稱全橋測量電路，供橋電壓為(5?10)V。其中，軸向拉力(Z方向)通過四根承載柱中間表面上粘貼的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16應(yīng)變片來測量，其中1、3、5、7、9、11、13、15是正應(yīng)變，2、4、6、8、10、12、14、16是負(fù)應(yīng)變，組成的電橋電路如圖7所示。扭矩(M)通過粘貼在四根承載柱根部的17、18、19、20、21、22、23、24八個(gè)應(yīng)變片來測量，其中17、19、21、23是正應(yīng)變，18、20、22、24是負(fù)應(yīng)變，組成的電橋電路如圖8所示。
[0022]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，包括下螺紋法蘭接頭(F1)、上螺紋法蘭接頭(F2)和承載柱(F3);下螺紋法蘭接頭(F1)和上螺紋法蘭接頭(F2)均為圓柱形結(jié)構(gòu)，上螺紋法蘭接頭(F2)與下螺紋法蘭接頭(F1)軸線重合并上下設(shè)置；在下螺紋法蘭接頭(F1)的底面和上螺紋法蘭接頭(F2)的頂面分別設(shè)置有橫向槽(F5)和縱向槽(F4)，橫向槽(F5)與縱向槽(F4)垂直；四個(gè)承載柱(F3)豎向設(shè)置并連接于下螺紋法蘭接頭(F1)和上螺紋法蘭接頭(F2)之間，四個(gè)承載柱(F3)均布于下螺紋法蘭接頭(F1)軸線為圓心的圓周上；在四個(gè)承載柱(F3)中間粘貼有測量軸向拉力的應(yīng)變片，在四個(gè)承載柱(F3)的根部粘貼有測量扭矩的應(yīng)變片。
2.如權(quán)利要求1所述一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，承載柱(F3)中心截面與下螺紋法蘭接頭(F1)縱向切面之間形成45度夾角。
3.如權(quán)利要求1所述一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，在每個(gè)承載柱(F3)的兩個(gè)相對面的中間各粘貼有一個(gè)正應(yīng)變的應(yīng)變片和一個(gè)負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
4.如權(quán)利要求1所述一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，在每個(gè)承載柱(F3)的一個(gè)側(cè)面的根部粘貼有下應(yīng)變的應(yīng)變片，在與該正應(yīng)變的應(yīng)變片相對的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
5.如權(quán)利要求1所述一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，在下螺紋法蘭接頭(F1)的底面和上螺紋法蘭接頭(F2)的頂面分別有四個(gè)螺紋孔(F6)。
6.如權(quán)利要求5所述一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，其特征在于，四個(gè)螺紋孔(F6)均布于下螺紋法蘭接頭F1或上螺紋法蘭接頭(F2)軸線為圓心的圓周上；螺紋孔(F6)的徑向中心線與縱向切面之間形成45度夾角。
【文檔編號(hào)】G01B7/16GK103644837SQ201310693936
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】焦洋, 段長生, 劉玉波, 東方, 陳博, 艾兆春 申請人:黑龍江華安精益計(jì)量技術(shù)研究院有限公司