[發明專利]動態張力傳感器

無效

• 申請號: 200710045540.1
• 申請日: 2007-09-03
• 公開（公告）號: CN101382465A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 楊金保;楊蓉;高夏琴
• 申請（專利權）人: 楊金保;楊蓉;上海貴寶機電有限公司
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及動態張力傳感器，適用與線狀、繩狀、束狀、條子、片狀等物料，如紗線、纖維條、電線電纜，光纖光纜、鋼板、磁帶、塑料薄膜等物料在運動中受力的檢測和傳感。

背景技術

工業生產中，對運動中的物料張力進行在線檢測，能保證工藝參數設定后的動態調整、控制和報警，從而保證整個生產過程中物料圈繞密度的恒定，實現了產品質量最佳，產量最大的效果。

因此，目前國內外出現了各種各樣的動態張力傳感器，按作用原理分類有機械式、電容式、電子應變片式等。現行機械張力傳感器采用的力變換彈性元件又有以下幾種：等截面圓柱形式、圓環形式、等截面薄板形式、懸臂梁形式和扭轉軸結構形式。

上述各種形式的張力傳感器和力變換彈性元件的應用領域，所檢測的張力范圍，檢測精度和制作加工的難易程度各不相同，各有所長短。

01211093.0號中國實用新型專利提出了一種“在線自動檢測裝置用的力傳感器”的結構元件，特征是采用一片兩側緊固在平板上且與平板不緊貼的一塊等截面彈性片，采用一根扭轉軸垂直穿過該彈性片，扭轉軸的一端為被測物體接觸的檢測端，另一端為固定有磁性體的傳感信號輸出端。檢測過程中，當運動中的被測物體張力波動時，扭轉軸檢測端受力變化，并通過與扭轉軸緊固在一起的彈性片的作用發生扭轉，扭轉軸輸出端發生相應位移，由此引起磁場的變化，并以電壓線性變化的形式輸出，反應出被測物的張力變化。這種形式能精確進行動態檢測，但不能適應長時間在線檢測，由于溫度的變化影響了傳感器的輸出信號，從而造成檢測數據偏差和零位漂移，使產品質量無法保證，單個傳感器輸出信號較弱，使構件較長使用不方便；傳感器的設置受重力影響，彈性片兩端無法平衡。

發明內容

本發明的目的是在上述01211093.0號專利技術的基礎上的改進，提供一種新機構的動態張力傳感器。

本發明的特征是采用兩端固定在平板上的一塊等截面彈性片，一根穿過平板和彈性片中心的扭轉軸，扭轉軸一側為檢測端，檢測端設置被測物料的傳導部件，物料經過傳導部件后與檢測端的側面形成一個包圍角，另一端為輸出端，輸出端固定有兩組磁性體，磁性體中固有兩個傳感器的信號輸出元件。

輸出端和檢測端可以位于上述彈性片的兩測，也可以位于彈性片的同一側。在位于同一側時，為了保持靜態條件下扭轉軸兩端的平衡，可在扭轉軸的另一側設置平衡片。

本發明的優點是檢測裝置的結構合理，可根據測量精度和分辨率同時改變扭轉軸的長短和大小，被測物料的張力能以磁場變化轉化為電壓線性變化的形式輸出，雙傳感器消除了溫度對檢測信號的影響，使動態在線檢測結果精確，實時可靠。

附圖說明

附圖1為01211093.0專利“在線自動檢測裝置用的力傳感器”的結構示意圖；圖2為檢測端和輸出端位于彈性片同側的本發明結構示意圖；圖3為檢測端和輸出端位于彈性片兩側并設置了平衡片的本發明結構示意圖；圖4、圖5為圖2、圖3中檢測端A點在測試時的受力情況示意圖；圖6、圖7、圖8、圖9為圖2、圖3中輸出端B點雙傳感器信號輸出元件不同組合的結構示意圖；圖10為檢測端A點檢測片狀物體時的結構示意圖；圖11、圖12設置在彈性片中間時兩種磁性體為雙頭的結構示意圖。圖中：

1.扭轉軸；2.彈性片；3.固定平板；4.磁性體；5.物料傳導部件；6.信號輸出元件；7.被測物料；8.平衡片；9.固定片。

具體實施方式：

以下對本發明做進一步詳細說明。

彈性片2為金屬薄片，選用不同彈性摸量材料、不同寬度、不同高度或不同厚度的彈性片2時，可改變測力范圍，分辨力大小及彈性片2的變形量，由此達到對動態線性輸出和分辨率的要求。

扭轉軸1上的檢測端和輸出端可以位于彈性片2的兩側或同側，位于同側時，為保持靜態條件下扭轉軸1的兩端平衡，可在扭轉軸1的另一側設置平衡片8，平衡片8可根據需要選用不同規格的螺母或其他構件。

改變檢測端檢測點A與彈性片之間的距離可改變動態量程的大小。

輸出端的磁性體4可以是同性或異性結構，也可以是單頭或雙頭磁性體4，改變磁性體4的強度、間距可調整測力范圍或分辨力的大小。

在線檢測過程中，當運動物料的張力波動時，扭轉軸1檢測端受力變化，并通過扭轉軸1緊固在一起的彈性片2的作用發生扭轉，扭轉軸1的輸出端發生相應的位移，由此引起磁場的變化，并以電壓線性變化的形式輸出，由此反映被測物料的張力變化。

雙傳感器溫度系數的互補，抵消了溫差的影響，雙傳感器信號的輸出是單傳感器的兩倍，從而使在線檢測值更緊湊更精確可靠。