[發(fā)明專利]一種微型電阻應(yīng)變式拉力傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210164898.7
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102706491A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉榮慶
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 南昌洪達專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電阻應(yīng)變式拉力傳感器，尤其涉及一種微型電阻應(yīng)變式拉力傳感器。?

背景技術(shù)

?目前，測試各種材料拉力的設(shè)備有電子拉力試驗機和拉力傳感器，這些設(shè)備和傳感器，它們的最小計量單位都是以N（牛頓）來表示，最小分辨率也只有0.2牛頓。但是很多材料的受力強度都比0.2牛頓更小，如單根棉、線、絲、毛、發(fā)的強度測量以及磁力、生物活體皮膚和物體間微小粘附力的測試，一般拉力試驗機和傳感器不能滿足比0.2牛頓更小的測試，容易造成測量誤差大或根本測不出最大受力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種微型電阻應(yīng)變式拉力傳感器，該拉力傳感器克服現(xiàn)有的電子拉力試驗機和拉力傳感器不能測出比0.2牛頓更小拉力的不足，它可以在任何類型的拉力試驗機上借助試驗機所選速度來完成，不僅能測出被測物當(dāng)前所受力的大小，而且可直接從數(shù)顯器讀出被測物的峰值（最大值），該拉力傳感器的力值是以克為單位的形式顯示，最小分辨率為克（即0.0098N）。?

本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括連接試驗機上夾頭圓柱體、圓形蓋板、沉頭螺釘、薄壁外罩圓套筒、電阻應(yīng)變片、數(shù)顯器、薄彈簧鋼片、過載保護擋塊、細軟尼龍繩、掛物鉤、圓孔、固定塊、月牙形塊，其特征是連接試驗機上夾頭圓柱體和圓形蓋板、月牙形塊是同一個整體，連接試驗機上夾頭圓柱體下端是圓形蓋板，圓形蓋板的左下端是月牙形塊，月牙形塊下端垂直連接固定塊，固定塊連接薄彈簧鋼片一端，薄彈簧鋼片另一端連接細軟尼龍繩，細軟尼龍繩穿過過載保護擋塊上的圓孔與掛物鉤連接，過載保護擋塊設(shè)置在薄彈簧鋼片下面垂直固定在月牙形塊下端，圓形蓋板外圓套上薄壁外罩圓套筒用沉頭螺釘固定，薄彈簧鋼片中端位置上粘貼了8枚電阻應(yīng)變片，薄彈簧鋼片上電阻應(yīng)變片的信號輸入數(shù)顯器。?

所述的電阻應(yīng)變式拉力傳感器是用薄彈簧鋼片作感應(yīng)體，將8片電阻應(yīng)變片粘貼到薄彈簧片上下表面并組成全橋接法。?

本發(fā)明的技術(shù)效果是：該微型拉力傳感器填補了現(xiàn)有電子拉力試驗機和拉力傳感器不能測出比0.2牛頓更小拉力的缺陷，可以測出比0.2牛頓更小的拉力，它是以克為單位來顯示拉力的大小，最大測力范圍為0-200克；采用任何類型的拉力試驗機上借助試驗機加載速度完成測試，更具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，力值數(shù)顯等優(yōu)點。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。?

在圖中，1.連接試驗機上夾頭圓柱體?2.圓形蓋板?3.沉頭螺釘4.?薄壁外罩圓套筒??5.電阻應(yīng)變片6.薄彈簧鋼片?7.過載保護擋塊8.細軟尼龍繩?9.掛物鉤?10.圓孔?11.固定塊?12.月牙形塊。?

具體實施方式

如圖1所示，連接試驗機上夾頭圓柱體（1）下端是圓形蓋板（2），圓形蓋板（2）的左下端是月牙形塊（12），月牙形塊（12）下端垂直連接固定塊（11），固定塊（11）連接薄彈簧鋼片（6）一端，薄彈簧鋼片（6）另一端連接細軟尼龍繩（8），細軟尼龍繩（8）穿過過載保護擋塊（7）上的圓孔（10）與掛物鉤（9）連接，過載保護擋塊（7）設(shè)置在薄彈簧鋼片下（6）面垂直固定在月牙形塊（12）下端，圓形蓋板（2）外圓套上薄壁外罩圓套筒（4）用沉頭螺釘（3）固定，薄彈簧鋼片（6）中端位置上粘貼了8枚電阻應(yīng)變片（5），薄彈簧鋼片（6）上電阻應(yīng)變片（5）的信號輸入數(shù)顯器。使用時，將連接試驗機上夾頭圓柱體（1）連接試驗機上夾頭，將被測物一端掛在掛物鉤（9）上，被測物另一端與試驗機下夾頭連接，啟動數(shù)顯器面板上電源開關(guān)，選擇合適的加載速度，將負荷清零，按下試驗機開始按扭，被測物受力，負荷和峰值窗口同時顯示力值，被測物拉斷或拉開后，負荷為零，試驗停止，記下峰值即為被測物的最大力值。?

本發(fā)明的工作原理是：電阻應(yīng)變式拉力傳感器是用薄彈簧鋼片作感應(yīng)體，將這8片電阻應(yīng)變片粘貼到薄彈簧片上下表面，根據(jù)電橋基本原理和電阻應(yīng)變片受力分析，將這上下8片電阻應(yīng)變片組成全橋接法，當(dāng)被測物受力后，薄彈簧鋼片也受力并產(chǎn)生微小變形時，電阻應(yīng)變片的阻值就會產(chǎn)生相應(yīng)的增加和減少，就會有電阻的信號輸出，將這電阻的信號送給數(shù)顯器里的全橋電路，電橋就輸出了一個放大了四倍的信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器將此電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，把被測到的電信號經(jīng)前置放大器放大后輸入到顯示電路，顯示器顯示負荷的大小，并且將電信號送入模擬量峰值保持電路，其峰值將被保持并顯示。?

目前電子拉力試驗機和拉力傳感器最小單位都是以牛頓（N）來表示，最小分辨率也只有0.2牛頓，微型傳感器用牛頓做最小單位顯然偏大，所以本發(fā)明拉力傳感器用質(zhì)量單位來表示拉力的單位，因1公斤=9.8牛頓，1牛頓=102.0408克，所以1克=0.0098N?。?