[實用新型]一種微小拉力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320606938.9
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN203534739U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑞敏;杜凱;陽未;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

本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種微小拉力傳感器。

背景技術(shù)

測試各種材料拉力強度大小的設(shè)備有電子拉力試驗機和拉力傳感器，該試驗機和傳感器的最小拉力計量單位都是以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牛頓更小拉力的測試，容易造成測量誤差大或根本測不出最大受力。目前市場上尚未發(fā)現(xiàn)具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，力值數(shù)顯，且能借助拉力試驗機測出比0.2牛頓更小的拉力一種微小拉力傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種微小拉力傳感器，該傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、力值數(shù)顯，且能借助拉力試驗機測出比0.2牛頓更小的拉力。?

本實用新型是這樣來實現(xiàn)的，它包括上夾頭、上圓形蓋板、側(cè)擋板、固定塊、放大電路板、彈簧薄鋼片、尼龍繩、過載保護擋板、掛鉤、下圓形蓋板、沉頭螺釘、電阻應(yīng)變片，其特征是：上夾頭與上圓形蓋板固定連接，側(cè)擋板內(nèi)壁一側(cè)下端垂直連接固定塊，固定塊上端安裝有放大電路板，固定塊連接彈簧薄鋼片的一端，彈簧薄鋼片另一端連接尼龍繩，尼龍繩穿過過載保護擋板上的圓孔與掛鉤連接，過載保護擋板設(shè)置在彈簧薄鋼片下面固定在側(cè)擋板上，用四個沉頭螺釘將上圓形蓋板和下圓形蓋板固定在側(cè)擋板上下端。?

本實用新型所述的彈簧薄鋼片左端位置上下表面粘貼八枚電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片的信號輸入放大電路板，放大電路板上的信號輸入數(shù)顯器。

本實用新型所述的過載保護擋板一側(cè)開有一個小圓孔。

本實用新型所述的下圓形蓋板開有一個大圓孔。

本實用新型所述的固定塊由絕緣材料構(gòu)成。

本實用新型所述的拉力傳感器用重量單位克來表示拉力的單位，因1公斤=9.8牛頓，1牛頓=102.0408克，所以1克=0.0098N?,0.2克=0.00196N。

本實用新型的效果是：（1）傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、力值數(shù)顯的優(yōu)點，（2）借助任何類型的拉力試驗機，測出比0.2牛頓更小的拉力。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、上夾頭???2、上圓形蓋板???3、側(cè)擋板???4、固定塊???5、放大電路板???6、彈簧薄鋼片???7、尼龍繩???8、過載保護擋板???9、掛鉤???10、下圓形蓋板???11、沉頭螺釘???12、電阻應(yīng)變片。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型是這樣來工作和實施的，它包括上夾頭1、上圓形蓋板2、側(cè)擋板3、固定塊4、放大電路板5、彈簧薄鋼片6、尼龍繩7、過載保護擋板8、掛鉤9、下圓形蓋板10、沉頭螺釘11、電阻應(yīng)變片12，其特征是：上夾頭1與上圓形蓋板2固定連接，側(cè)擋板3內(nèi)壁一側(cè)下端垂直連接固定塊4，固定塊4上端安裝有放大電路板5，固定塊4連接彈簧薄鋼片6的一端，彈簧薄鋼片6另一端連接尼龍繩7，尼龍繩7穿過過載保護擋板8上的圓孔與掛鉤9連接，過載保護擋板8設(shè)置在彈簧薄鋼片6下面固定在側(cè)擋板3上，用四個沉頭螺釘11將上圓形蓋板2和下圓形蓋板10固定在側(cè)擋板3上下端。所述的彈簧薄鋼片6左端位置上下表面粘貼八枚電阻應(yīng)變片12，電阻應(yīng)變片12的信號輸入放大電路板5，放大電路板5上的信號輸入數(shù)顯器。所述的過載保護擋板8一側(cè)有一個小圓孔。所述的下圓形蓋板10開有一個大圓孔。

使用時，將上夾頭1連接試驗機的上夾頭，將被測物一端掛在掛鉤9上，被測物另一端與試驗機的下夾頭連接，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，當被測物拉斷或拉開后，負荷變?yōu)榱悖逯当Ａ簦囼炌Ｖ梗浵路逯导礊楸粶y物的最大受力值。

其工作原理是：微小拉力傳感器是用彈簧薄鋼片6作感應(yīng)體，將八片電阻應(yīng)變片12粘貼到彈簧薄鋼片6上下表面并組成全橋接法，根據(jù)電橋基本原理和電阻應(yīng)變片受力分析，將這上下八片電阻應(yīng)變片12接入放大電路板5，放大后的電阻信號再輸入數(shù)顯器，當被測物受力后，彈簧薄鋼片6也受力并產(chǎn)生微小變形時，電阻應(yīng)變片12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。