应变式称重传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种应变式称重传感器。含有安装在底座上的弹性梁，弹性梁内设有传感元件，所述的弹性梁的下底与底座的上平面之间开有相互配合的横向通槽，弹性梁的下底面联接有传感元件；所述的弹性梁与底座的两端间设有联接键，联接键上部呈钩状，下部由紧固螺丝固定在底座上。本发明专利技术采用在弹性梁内嵌入传感元件的结构以取代加工工艺复杂的双盲孔桥式梁的弹性体，具有加工工艺简单，传感元件结构简化的特点，特别适用于采用钢质弹性梁的称重传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，尤其是涉及一种弹性梁与传感元件结合，当弹性梁产生弯曲变形时同步带动传感元件，从而实现物理量-电量转换的称重传感器。
技术介绍
现有技术所谓的剪切梁式称重传感器，主要应用于电子汽车衡产品上，其典型结构原理是弹性体设计为左右对称分布的双盲孔桥式梁结构，利用盲孔腹板部分受外力变形而产生剪切应力，通过粘贴在盲孔腹板上的应变片电路转换成电量输出。桥式梁结构的弹性体两端采用螺栓与底座平台紧固相联的组合，由于弹性体两端与底座平台采用螺栓固定这一不完善的设计结构，势必对当桥式梁中心受力而产生弯曲变形后引起梁两端的位移(挠度)造成不规则的阻滞作用，严重地影响到产品的诸如线性、重复性、滞后等指标的技术性能。如中国专利CN2341132Y一种称重传感器，包括主体、电阻应变计，主体的底面两侧为凸起区域，底面中心为凹陷区域；在凹陷区域沿支撑面的长度方向，两边对称地、均匀的加工有盲孔或盲槽，每两个对称的盲孔或盲槽之间形成一个双剪梁，电阻应变计就贴在双剪梁的两边侧面；所述电阻应变计按照位置关系等分成四组，分别作为惠斯登电桥的四个臂，构成一个或多个惠斯登电桥电路，从而形成一个或多个称重传感器。又如中国专利CN2274344Y一种自过载保护剪切梁式称重传感器，包括弹性体、侧盖板和辅助电路，弹性体的两侧设有对称分布的盲孔，两盲孔间形成一腹板，侧盖板被封装在两盲孔孔口的台阶孔内或盲孔外侧，弹性体的加载端上部设有一凸台，且凸台的上表面与传感器的弹性体的安装基准面之间有一定的垂直距离。上述该种传感器特别是弹性体结构设计复杂，机械加工困难，制造工艺复杂，带来材料利用率低制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术主要目的是取代加工工艺复杂的双盲孔桥式梁的弹性体，并且不采用剪切应力原理，而采用在弹性梁内嵌入传感元件的结构，使弹性梁承重受力产生弯曲变形的位移量与外力作用成正比地传递到传感元件上，以此实现物理量-电量的转换，从而提供一种弹性梁加工工艺简单、传感元件结构简化的应变式称重传感器。本专利技术的另一个目的是改善和提高称重传感器诸如线性、重复性滞后、蠕变等性能指标。本专利技术的第三个目的是提供一种可以使用普通钢材代替合金钢制造弹性梁的称重传感器。本专利技术的第四个目的是提供一种体积小，用材省，材料利用率高，能源节省，生产成本低的称重传感器。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种应变式称重传感器，含有安装在底座上钢质的弹性梁，弹性梁内设有传感元件，其特征在于所述的底座的上平面与弹性梁的下底面之间开有相互配合的横向通槽；所述的弹性梁的下底面联接有传感元件；所述的弹性梁的两端与底座之间具有可作适量横向移动的活动联接件。所述的横向通槽可以是弹性梁的下底面与底座的上平面均加工成槽形；可以是仅底座的上平面加工成槽形或仅弹性梁的下底面加工成槽形；也可以直接将底座加工成U形。所述的弹性梁的两端与底座活动联接是指当弹性梁的两端受中心弯曲变形而产生轴向挠度位移时，能给予弹性梁两端定向自由滑动间隙这样一种连接。即松散型联接。所述的适量横向移动是指毫米级范围的移动量。所述的活动联接件可以是联接键也可以是联接螺丝。本专利技术的技术方案还可以进一步完善，作为优选，所述的传感元件的一端与弹性梁的下底联固接。形成悬臂梁型结构。或传感元件的二端与弹性梁的下底固接。形成梁式结构。所述的固接采用螺丝固定或用粘结剂固定。作为弹性梁与底座之间联接的一种优选方案，所述的弹性梁与底座的两端间设有联接键，所述的联接键上部呈钩状，下部由紧固螺丝固定在底座上。所述的联接键与弹性梁端部有一定的配合间隙。使弹性梁的两端受中心弯曲变形而产生轴向挠度位移时，能给予弹性梁两端定向自由滑动间隙。所述的弹性梁与底座的两端间开有键槽，所述的联接键安装在键槽内。作为弹性梁与底座之间联接的另一种优选方案，所述的底座的两端开有垂直向上的螺丝孔，螺丝通过螺丝孔与弹性梁的两端螺纹联接。所述螺丝孔的孔径略大于螺丝直径，使其有一定的滑动余地。螺丝旋入弹性梁的深度，一般大于1/2弹性梁厚度。因此，本专利技术的有益效果是改善了目前的剪切梁式(桥式)称重传感器产品设计方面的不足，采用在弹性梁内嵌入传感元件的结构，取代加工工艺复杂的双盲孔桥式梁的弹性体，使弹性梁承重受力产生弯曲变形的位移量与外力作用成正比地传递到悬臂梁或双支点弯曲梁结构的传感元件上，以此实现物理量-电量的转换。此设计使产品的生产工艺简化，加工成本大大降低；并且还可以以普通钢代替现有技术中所使用的合金钢，使原材料成本节省，还使产品外形相对缩小，重量减轻，包装和运输费用下降，产品综合成本有较大幅度下降。本专利技术更重要的另一方面将提高产品的综合技术性能。由于剪切梁式(桥式)称重传感器的弹性体梁两端与底座平台采用螺栓紧固的设计上的缺陷，造成产品在关健的技术指标、精度方面不能实现输出信号的可靠性、稳定性、准确性。本设计采用定位键(槽)将弹性梁与底座相联的结构形式，给予弹性梁受力弯曲变形反映到两端的位移(挠度)在定位键(槽)内有定向自由滑动的空间，不产生阻滞(机械)现象，从而使产品性能，诸如线性、重复性滞后、蠕变等指标精度的改善和提高成为可能。附图说明附图1是本专利技术的一种方案的结构主视图；附图2是图1的侧视图；附图3是本专利技术的另一种方案的结构主视图；附图4是图3的侧视图； 附图5是本专利技术的另一种联接方案的结构主视图。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例如图1、图2所示，弹性梁2平卧搁置于底座8上，弹性梁2的上面有承载钢球1，在底座8的上平面与弹性梁2的下底面之间开有相互配合、用于安装传感元件的横向通槽，横向通槽的两端设有盖板2。所述的横向通槽可以是弹性梁的下底面与底座的上平面均加工成槽形；可以是仅在底座的上平面加工成槽形或仅在弹性梁的下底面加工成槽形；也可以直接将底座加工成U形或合适的其它形状。在弹性梁2底部安装有可根据不同的额定量程设计的传感元件4，两者之间用螺丝5固定，本实施例中，传感元件4的一端与底座2的下底面固定，即悬臂结构形式。弹性梁2与底座8两侧的联接件，采用联接键6相联，联接键设计成上部呈钩状，下部由紧固螺丝7固定在底座8上，弹性梁与底座的两端间开有键槽，所述的联接键安装在键槽内，弹性梁端面与联接键之间有一定的配合间隙，从结构上可以看出弹性梁两端为自由端。如图3、图4所示为传感元件4的二端同时与底座2的下底面采用螺丝5固定，即双支点弯曲梁结构形式。如图5所示，弹性梁2与底座8的联接件采用螺丝5联接的结构，所述的底座的两端开有垂直向上的螺丝孔，螺丝5通过螺丝孔与弹性梁的两端螺纹联接。当外力(重量)施加于承载钢球上传递到弹性梁中心部位时，弹性梁受荷重而向下弯曲变形，其弯曲程度与外力成正比。弹性粱2弯曲将同步带动紧固于其底部的传感元件4的弯曲变形，其弯曲程度对等于弹性梁的变形量。当传感元件4产生弯曲变形时，其内部由应变片组成的全桥电路将输出电信号，该电信号的大小与传感元件的弯曲变形量大小成正比，同理，也即与弹性梁受外力作用产生弯曲时，梁的两端将产生位移(挠度)。因弹性梁是平卧搁置于U形底座两光滑的小平台上，在定位键的控制下，作自由定向移动，故无阻滞(机械)现象。当施加的外力消失时，弹性梁依靠自身本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应变式称重传感器，含有安装在底座上钢质的弹性梁，弹性梁内设有传感元件，其特征在于：所述的弹性梁（２）的下底与底座（８）的上平面之间开有相互配合的横向通槽；所述的弹性梁的下底面联接有传感元件（４）；所述的弹性梁（２）的两端与底座（８）之间具有可作适量横向移动的活动联接件（６）、（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李群，
申请(专利权)人：李群，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]