具有弹性体的负荷传感器制造技术

一种负荷传感器，包括弹性体，其中弹性体包括第一横梁(3)和与第一横梁相对放置的第二横梁(5)；基座端(1)和与基座端相对放置的负荷接收端(2)，其中第一和第二横梁通过提供弹性变形部分的弯曲点(6)连接到基座端和负荷接收端；以及密封腔(4)，其包括柔性壁和用于测量弹性体的响应于将要测量的负荷的弹性形变的传感器装置，其中密封腔在横梁的弯曲点之间置于第一横梁和/或第二横梁中，柔性壁和传感器装置置于横梁主体内，并且负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆(7)，其中第一端连接到密封腔的柔性壁，且第二端连接到相对的横梁、基座端或负荷接收端中的一个或多个，以便响应于将要测量的负荷将杠杆的第二端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量负荷的负荷传感器，包括弹性体，其安装有用于检测该弹性体的响应于要测量负荷的应变或形变的传感器装置。更具体地，本申请涉及一种包括弹性体的精确负荷传感器，其中弹性体包括第一横梁和与第一横梁相对放置的第二横梁；基座端和与基座端相对放置的负荷接收端，其中第一和第二横梁通过提供多个弹性变形部分的弯曲点连接到基座端和负荷接收端；以及密封腔，其包括柔性壁和用于测量弹性体的响应于将要测量负荷的弹性形变的传感器装置。
技术介绍
很多的传感器类型被设计为具有适于在一个密封腔中的传感器装置，该传感器装置由被带动穿过密封腔中的柔性壁的杠杆激活。所述柔性壁保护传感器装置免受潮湿和腐蚀。多个例子是操纵杆和简易力传感器，但是在现有技术中精确测量只能通过装备有平行四边形的精确负荷传感器实现。专利EP1451538描述了一种精确负荷传感器，其具有安装在置于负荷传感器的基座端的密封腔中的传感器装置。根据专利EP1451538所述负荷传感器在实际中确实显现出一些问题。一个问题由温度诱发的密封腔壁的变形引起，例如当太阳光线照在一个壁上时，增加该壁的尺寸且由此使密封腔变形并且影响传感器装置，其产生零点的暂态偏移。由于所述腔的在两壁之间相对延长适当距离的几何尺寸，温度均衡将会不彻底，需要一定的时间且零点信号因此将仅仅会部分地并且然后缓慢地返回到正确的数值。一个进一步的问题是，传感器装置的温度上升到高于周围温度，这由电子信号处理电路产生的能量引起，电子信号处理电路一般安装在靠近传感器装置的负荷单元的基座端。该温度上升难以补偿负荷传感器多个信号的零点和斜率，因为它是被添加到环境温度上的。另一个问题是，通过施加在负荷传感器上的负荷的偏心率的改变，腔和传感器装置的形变的变化，其改变平行四边形的两个横梁中的力。因为所述横梁直接铰链接在密封腔上，横梁中的变化的力会导致密封腔壁的形变的变化且因此影响传感器装置。由于施加的负荷的偏心率的变化，密封腔壁的该变化的变形降低了负荷传感器的可获取的精度。还有另外一个问题是，当基座端中的安装螺栓为了安装负荷单元而被拧紧时，密封腔和传感器装置的变形。公开号为No.US2003/0111277的美国专利申请描述了大量精确负荷传感器，具有置于负荷传感器基座端内的密封腔中的传感器装置，以及具有将在基座端内的密封腔的柔性壁连接到负荷接收部的杠杆。根据US2003/0111277的负荷传感器呈现了与根据EP1451538的负荷传感器相同的问题。美国专利5052505和公开号为No.US2011/0232393的美国专利申请都描述了负荷传感器，其中用于安装传感器装置的密封腔通过在平行四边形的一个横梁中磨出一个凹处且用盖子关闭该腔体而创建。根据这些专利的负荷传感器都呈现这种类型的负荷传感器共性的问题，其中应变计被应用到平行四边形的弯曲点处。当这种设计的负荷传感器承受负荷时，横梁的弯曲点处的应变计将会看到由于弯曲点的弯曲而产生的正应变，而在同一个横梁的另一个弯曲点处的应变计将会看到负应变。然而除了弯曲应变之外，还会显示在弯曲点中由于横梁方向的纵向力而产生的应变。这些力和应变将会在横梁的两个弯曲点处都有相同的符号，且当负荷传感器的信号在应变计的正常的惠斯顿桥连接中被测量时应该理想地互相抵消。在应变计本身和在应变计的结合中的不精确，伴随着施加到负荷传感器上的负荷的偏心率的变化会导致测量误差，且这些误差利用弯曲点的填充或磨削校正是费时费力的。本专利技术的目标是提供包括具有传感器装置的密封腔的负荷传感器，传感器装置与负荷传感器的其他部分热绝缘，且当改变施加到负荷传感器上的负荷的偏心率时不受横梁中的力的变化的影响，且不被负荷传感器的安装螺栓的拧紧影响。
技术实现思路
根据本专利技术，这个目标是通过提供一种精确负荷传感器实现的，该精确负荷传感器包括弹性体，其中弹性体包括：第一横梁和与第一横梁相对放置的第二横梁；基座端和与基座端相对放置的负荷接收端，其中第一和第二横梁通过提供弹性变形部分的弯曲点连接到基座端和负荷接收端；以及密封腔，其包括柔性壁和用于测量弹性体的响应于将要测量的负荷的弹性形变的传感器装置，且该密封腔置于第一横梁和/或第二横梁中，且柔性壁和传感器装置置于横梁的弯曲点之间的横梁的主体中。所述精确负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到相对的横梁、所述基座端或所述负荷接收端中的一个或多个，以便响应于将要测量的负荷将杠杆的第二端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。这种方法和根据本专利技术将要测量的负荷可以借助置于密封腔中的多种类型的传感器装置测量，其由于有限的几何尺寸和壁的紧密的热耦合提供一种围绕密封腔的弹性体的快速和接近彻底的温度均衡。此外由横梁的弯曲点提供的在横梁与所述基座端以及负荷接收端之间的热绝缘限制了进入密封腔和传感器装置的热流入。置于横梁中的密封腔的每侧的固态壁中的低应变提供了在变化的负荷偏心率下密封腔柔性壁形变的非常低的改变。由于置于弯曲点间的横梁中的密封腔和传感器装置，在负荷传感器的应用中当紧固用于安装所述固态基座端和固态负荷接收端的螺栓时看不到对测量的影响。在根据本专利技术的负荷传感器的一个实施例中，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置置于横梁的弯曲点之间的横梁主体中。所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到相对的横梁，以便响应于将要测量的负荷将相对的横梁的任意相对运动转换成柔性壁的形变。由该实施例获得的优点是，具有传感器装置的密封腔与潮湿、热和偏离的机械应力绝缘，以及通过由杠杆传递的横梁的相对位移简单激活传感器装置。在根据本专利技术的负荷传感器的一个实施例中，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置置于横梁的主体中且在横梁的弯曲点之间。所述负荷传感器进一步包括：具有第一端和第二端的第一杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端部通过弯曲点和连接到相对的横梁的第二杠杆连接到相对的横梁，以便响应于将要测量的负荷将相对的横梁的任意相对运动转换成柔性壁的形变。由本实施例获得的进一步的优点是，根据负荷传感器的特定应用通过改变杠杆的长度调整柔性壁的变形的可能性。在根据本专利技术的负荷传感器的一个实施例中，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中。所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到负荷接收端，以便响应于将要测量的负荷将负荷接收端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。在根据本专利技术的负荷传感器的一个实施例中，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于的横梁的主体中。所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到基座端，以便响应于将要测量的负荷将基座端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。在根据本专利技术的负荷传感器的一个实施例中，多个密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中。所述负荷传感器进一步包括每个均具有第一端和第二端的多个杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到相对的横梁和/或负荷接收端和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确负荷传感器，其包括弹性体，其中弹性体包括：第一横梁和与第一横梁相对放置的第二横梁；基座端和与基座端相对放置的负荷接收端，其中第一横梁和第二横梁通过弯曲点连接到基座端和负荷接收端，该弯曲点提供用于弹性变形的部分；以及包括柔性壁和传感器装置的密封腔，所述传感器装置用于测量弹性体的响应于将要测量的负荷的弹性形变，其特征在于，密封腔置于第一横梁和/或第二横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中，并且所述精确负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁，且第二端连接到相对的横梁、基座端或负荷接收端中的一个或多个，以便响应于将要测量的负荷将杠杆的第二端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 DK PA2014003061.一种精确负荷传感器，其包括弹性体，其中弹性体包括：第一横梁和与第一横梁相对放置的第二横梁；基座端和与基座端相对放置的负荷接收端，其中第一横梁和第二横梁通过弯曲点连接到基座端和负荷接收端，该弯曲点提供用于弹性变形的部分；以及包括柔性壁和传感器装置的密封腔，所述传感器装置用于测量弹性体的响应于将要测量的负荷的弹性形变，其特征在于，密封腔置于第一横梁和/或第二横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中，并且所述精确负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁，且第二端连接到相对的横梁、基座端或负荷接收端中的一个或多个，以便响应于将要测量的负荷将杠杆的第二端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。2.根据权利要求1所述的精确负荷传感器，其特征在于，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中，所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的第一杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到相对的横梁，以便响应于将要测量的负荷将相对的横梁的任意相对运动转换成柔性壁的形变。3.根据权利要求1所述的精确负荷传感器，其特征在于，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁的主体中，所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的第一杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端通过弯曲点和连接到相对的横梁的第二杠杆连接到相对的横梁，以便响应于将要测量的负荷将相对的横梁的任意相对运动转换成柔性壁的形变。4.根据权利要求1所述的精确负荷传感器，其特征在于，所述密封腔置于第一横梁中，其中柔性壁和传感器装置在横梁的弯曲点之间置于横梁主体中，所述负荷传感器进一步包括具有第一端和第二端的杠杆，其中第一端连接到密封腔的柔性壁且第二端连接到负荷接收端，以便响应于将要测量的负荷将负荷接收端的任意相对运动转换成柔性壁的形变。5.根据权利要求1所述的精确负荷传感器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·奥格·尤尔·艾勒森，
申请(专利权)人：尼尔斯·奥格·尤尔·艾勒森，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK