[實用新型]一種應變式小量程三維力傳感器

有效

• 申請號: 201520541943.5
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN204788747U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 周超英;吳思遠;謝鵬;汪超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張立娟

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種應變式小量程三維力傳感器。

背景技術

多維力測量技術已廣泛的應用到國民生產的各個領域，電阻應變式傳感器是目前應用最廣泛的傳感器之一。電阻應變式傳感器由彈性敏感元件及電阻應變片組成。多維力彈性敏感元件目前主要有三大類：(1)基于十字梁結構的多維力傳感器(2)基于筒形結構的多維力傳感器(3)各種基于并聯機構的多維力傳感器，但這些傳感器測量原理比較復雜、制造比較困難，量程比較大。

實用新型內容

為了解決現有技術中問題，本實用新型提供了一種應變式小量程三維力傳感器，其包括三段梁結構，每段梁上設有一個通孔組，分別為第一通孔組、第二通孔組、第三通孔組，第一段梁和第二段梁垂直設置，其間由連接塊連接，第二段梁和第三段梁的主體在同一條直線上，亦由連接塊連接，第二段梁和第三段梁的通孔的開孔方向垂直，該傳感器還包括三個全橋電路，每個電橋有四個帶有溫度自補償的應變片，每個全橋電路設有一路信號輸出，各電橋采用相同電壓供電，每個全橋電路的四個應變片的阻值相同，全橋電路的四個電阻均勻設置在通孔四周。

作為本實用新型的進一步改進，每組通孔由三個圓狀孔組成，三個圓狀孔組成一個整體的通孔。

作為本實用新型的進一步改進，還包括兩個用于固定位置的通孔，所述用于固定位置的通孔設置在所述第一段梁上，安裝螺釘，與支座固定。

作為本實用新型的進一步改進，第一段梁和第二段梁之間設有第一方塊、第二段梁和第三段梁之間設有第二方塊。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型結構、測量原理簡單，便于制造，成本低。

三個電橋各自對應三個空間力的測量，三維力的維間耦合小，且對一定量程的扭矩不敏感，受其干擾小，精度更高。

附圖說明

圖1是本實用新型傳感器結構示意圖；

圖2是本實用新型貼片位置說明圖；

圖3A、圖3B、圖3C是本實用新型測量電橋說明圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1，該傳感器結構開有三部分通孔，第一組通孔2、第二組通孔4、第三組通孔6，每組通孔由三個圓狀孔組成，便于加工。有兩個便于螺釘固定位置的通孔1。連接結構第一方塊3、第二方塊5，利于提高整體剛度。如圖2和圖3A、圖3B、圖3C，該傳感器包括三個全橋電路，每個電橋設有四個帶有溫度自補償的高精度應變片。各電橋采用相同電壓供電，共有三路信號輸出，。圖中7為傳感器受力端。

測量原理說明：

電阻應變式傳感器由彈性敏感元件及電阻應變片組成，彈性敏感元件受力后產生變形，變形程度由結構本身及力的大小、方向、作用點決定。全橋電路由應變片組成，應變片的阻值隨結構形變而變化，全橋電路將結構的形變轉化為電信號，可通過電信號的測量來求解力的大小。(全橋電路輸出電壓為mV級，需要放大、濾波等處理)