專利名稱：環(huán)形石英諧振式稱重傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種稱重用傳感器，尤其涉及一種環(huán)形石英諧振式稱重傳感器。
目前，電子衡器所用傳感器多為應(yīng)變片式傳感器，它輸出的是電壓模擬量，要實現(xiàn)數(shù)字顯示，還必須進(jìn)行信號放大和數(shù)模變換。雖然信號放大、模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但技術(shù)難度較高、精度要求高，因此產(chǎn)品造價相對較高。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、造價較低，可與微處理器直接接口新型稱重傳感器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的石英諧振器的石英基片承受應(yīng)力時，振蕩器的諧振頻率會產(chǎn)生偏移，其偏移量的大小與承受的應(yīng)力大小、著力方向有關(guān)。據(jù)此，本實用新型設(shè)計一種由環(huán)形彈性體、密封蓋、石英諧振器及相應(yīng)的振蕩差頻電路板組成的傳感器。石英諧振器的石英振子裝夾在環(huán)形彈性體內(nèi)，并用兩密封蓋密封，振蕩差頻電路板設(shè)置在一側(cè)密封蓋上。
本實用新型所述振蕩差頻電路是由兩組石英諧振器的輸出接一差頻電路，差頻電路的輸出端接一整形電路組成。兩組石英諧振器一組用作受力稱重，一組用作參比，以消除其同向的溫度頻率漂移。
本實用新型所述的振蕩差頻電路中的振蕩、差頻、整形可以是采用六個反向器及電阻、電容組成集成電路。
本實用新型所述的石英諧振器為高頻石英諧振器。
本實用新型是將石英諧振器的石英振子裝夾在環(huán)形彈性體內(nèi)，振蕩差頻電路板設(shè)置在一側(cè)密封蓋上。振蕩差頻電路的兩組石英諧振器的輸出端接差頻電路，差頻電路的輸出端接整形電路。環(huán)形彈性體受力后，即傳遞應(yīng)力給石英振子使其諧振頻率發(fā)生偏移，經(jīng)差頻、整形輸出為頻率方波脈沖，可與微處理器直接接口。再配置相應(yīng)的構(gòu)件可制作手提電子秤、臺式電子秤或用作自動化流水線稱重配料秤用傳感器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、成本較低，且穩(wěn)定性和精密度均優(yōu)于模擬式傳感器。
結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述附

圖1、本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2、本實用新型石英振子裝夾在環(huán)形彈性體狀態(tài)示意圖；附圖3、本實用新型電路圖；實施例，如附圖1、附圖2所示環(huán)形彈性體(1)的中部有一橫桿，圓形石英振子(2)夾在橫桿的中間，并有一定的預(yù)應(yīng)力，兩片密封蓋(3)用密封膠粘接于環(huán)形彈性體(1)的圓環(huán)上，振蕩差頻電路板(4)裝在其中一片密封蓋(3)上。環(huán)形彈性體(1)的上下兩端各設(shè)置一受力孔(11)。
如附圖3所示石英振子(2)并聯(lián)電阻R1和反向器IC1后，接反向器IC3形成受力稱重石英諧振器；石英振子(2a)并聯(lián)電阻R2和反向器IC2后，接反向器IC4形成參比石英諧振器；兩組石英諧振器的輸出接一反向器IC5與電阻R3并聯(lián)而成的差頻電路，差頻電路的輸出端接一反向器IC6與電阻R4并聯(lián)而成的由整形電路。
當(dāng)被稱重量掛在環(huán)形彈性體(1)的受力孔(11)上，環(huán)形彈性體(1)受拉徑向收縮變形，由于石英振子(2)的剛性遠(yuǎn)比環(huán)形彈性體來得大，于是它的彈性變形被抑制，而將應(yīng)力傳遞給石英振子(2)，整個傳力系統(tǒng)處于準(zhǔn)剛性狀態(tài)，變形位移極小。
石英振子(2)受力后其諧振頻率發(fā)生偏移，將其與參比石英諧振器的諧振頻率通過IC5和電阻R3組成的差頻器檢出二者的差值，該差值對應(yīng)于被測重量且成線性關(guān)系，再通過IC6。和電阻R4組成的整形器輸出為頻率方波脈沖。
(fT＋ΔfT＋Δft)－(fo＋Δft)＝kf＋ΔfTfT—受力稱重石英諧振器頻率fo—參比石英諧振器頻率kf＝fT－FoΔfT—由載荷引起的頻率偏移值Δft—由溫度引起的頻率偏移值石英諧振器還存在一個力的溫度系數(shù)用差頻器無發(fā)消除，需要在微處理器中進(jìn)行溫度補(bǔ)償。傳感器輸出的頻率接入微處理器，經(jīng)零點自動修正和量化處理后即可得到重量值的顯示。傳感器可由3伏直流電源供電。
權(quán)利要求1.一種環(huán)形石英諧振式稱重傳感器，是由受力構(gòu)件、傳感元件及相應(yīng)的電路等組成，其特征在于所述的受力構(gòu)件為環(huán)形彈性體，傳感元件為石英諧振器，石英諧振器的石英振子裝夾在環(huán)形彈性體內(nèi)，并用兩密封蓋密封，振蕩差頻電路板設(shè)置在一側(cè)密封蓋上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形石英諧振式稱重傳感器，其特征在于，所述振蕩差頻電路是由兩組石英諧振器的輸出接一差頻電路，差頻電路的輸出端接一整形電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形石英諧振式稱重傳感器，其特征在于所述的振蕩差頻電路中的振蕩、差頻、整形可以是采用六個反向器及電阻、電容組成的集成電路。
專利摘要本實用新型公開了一種環(huán)形石英諧振式稱重傳感器，其石英諧振器的石英振子裝夾在環(huán)形彈性體內(nèi)，振蕩差頻電路板設(shè)置在一側(cè)密封蓋上。兩組石英諧振器的輸出端接差頻電路，差頻電路的輸出端接整形電路組成振蕩差頻電路。稱重時輸出為頻率方波脈沖，可與微處理器直接接口。獲得數(shù)字顯示?？芍谱魇痔犭娮映?、臺式電子秤等。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，且穩(wěn)定性和精密度均優(yōu)于模擬式傳感器。
文檔編號G01G3/16GK2253469SQ96205830
公開日1997年4月30日 申請日期1996年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者陳明善 申請人:陳明善