一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)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(cè)量軸向拉力的應(yīng)變片，在四個(gè)承載柱的根部粘貼有測(cè)量扭矩的應(yīng)變片。本實(shí)用新型解決了現(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(lái)的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位誤差大的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及傳感器【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(cè)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(lái)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] 本實(shí)用新型提供一種拉扭雙分量應(yīng)變傳感器，本實(shí)用新型解決了現(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(lái)的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位 誤差大的問(wèn)題。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(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堅(jiān)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(cè)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(cè)量扭 矩的應(yīng)變片；在每個(gè)承載柱F3的兩個(gè)相對(duì)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；在與該正應(yīng)變的應(yīng)變片相對(duì)的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的應(yīng)變片。
[0006] 本實(shí)用新型的優(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(guò)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(cè)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(lái)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(shuō)明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008] 圖2是圖1的C-C剖視圖；
[0009] 圖3是圖1的D向局部視圖；
[0010] 圖4是圖1的A向視圖；
[0011] 圖5是圖1的B向視圖；
[0012] 圖6是本實(shí)用新型應(yīng)變片粘貼位置示意圖；
[0013] 圖7是軸向拉力測(cè)量的應(yīng)變片組成的電橋電路圖；
[0014] 圖8是扭矩測(cè)量的應(yīng)變片組成的電橋電路圖。
[0015] 圖中符號(hào)說(shuō)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】
[0016] 下面用最佳的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017] 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堅(jiān)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(cè)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(cè)量扭矩的應(yīng)變片。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。在每個(gè)承載柱F3的兩個(gè)相對(duì)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。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(duì)的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的應(yīng) 變片。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。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。
[0018] 傳感器由上下螺紋法蘭接頭來(lái)傳遞拉力參數(shù)，上下螺紋法蘭接頭設(shè)計(jì)成對(duì)稱的十 字槽結(jié)構(gòu)來(lái)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(cè)量信號(hào)，另一路為扭矩測(cè)量信號(hào)。測(cè)量電路全 部采用直流對(duì)稱全橋測(cè)量電路，供橋電壓為（5?10)V。其中，軸向拉力（Z方向）通過(guò)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(lái)測(cè)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(guò)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(lái)測(cè) 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。
[0019] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例， 而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)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(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此 所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(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)堅(jiān)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(cè)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(cè)量扭矩的應(yīng)變片；在每個(gè)承載柱（F3)的兩個(gè)相對(duì)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；在與該正應(yīng)變的應(yīng)變片相對(duì)的另外一個(gè)側(cè)面粘貼有負(fù)應(yīng)變的 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，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)。
3. 如權(quán)利要求2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。
【文檔編號(hào)】G01B7/16GK203893813SQ201320834240
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)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(zhǎng)生, 劉玉波, 東方, 陳博, 艾兆春 申請(qǐng)人:黑龍江華安精益計(jì)量技術(shù)研究院有限公司