[實(shí)用新型]一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520779430.8
• 申請(qǐng)日: 2015-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204988569U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田雪;王天利;曾慶東;李艾靜;曹煜林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/16
• 分類號(hào): G01L1/16
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 胡洋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測(cè)力領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置。

背景技術(shù)

基于壓電效應(yīng)的力傳感器是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受壓后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器可以用于測(cè)量壓力和能變換為壓力的非電物理量。基于壓電式傳感器表面受壓后輸出信號(hào)這一性質(zhì)，本文提出了一種壓電式力傳感器測(cè)拉壓雙向力的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的發(fā)明的目的在于，提供一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，在保證壓電式力傳感器始終受壓的前提下，實(shí)現(xiàn)測(cè)軸向拉壓雙向力的目的，擴(kuò)大壓電式力傳感器的使用范圍。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，具有壓電式力傳感器，還具有支撐座，傳力桿，鎖緊螺母和封蓋，所述支撐座的中心開(kāi)有通孔Ⅰ，所述通孔Ⅰ的上部分為螺紋孔，下部分為階梯式通孔，作用力裝置通過(guò)螺紋孔與支撐座連接，所述壓電式力傳感器和傳力桿安裝在階梯式通孔處；所述傳力桿由上至下分為桿頭部分、光桿部分和螺紋桿部分，所述壓電式力傳感器的中心具有通孔Ⅱ，所述壓電式力傳感器通過(guò)通孔Ⅱ套設(shè)在傳力桿的光桿部分上，并通過(guò)鎖緊螺母與螺紋桿部分作用將壓電式力傳感器緊固在傳力桿上；所述封蓋的中心開(kāi)有通孔Ⅲ，所述封蓋通過(guò)螺釘安裝在支撐座的下方，所述傳力桿的下端通過(guò)通孔Ⅲ延伸至封蓋外側(cè)。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述支撐座的下端面沿周向均布設(shè)有四個(gè)螺紋凹孔，所述封蓋上沿周向均布設(shè)有四個(gè)與螺紋凹孔相匹配的光孔Ⅰ，所述螺釘依次作用于光孔Ⅰ和螺紋凹孔將封蓋安裝在支撐座的下方。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述支撐座和封蓋之間還設(shè)有調(diào)整墊，所述調(diào)整墊的中心開(kāi)有與封蓋中心通孔Ⅲ相匹配的通孔Ⅳ，調(diào)整墊上沿周向均布設(shè)有四個(gè)與光孔Ⅰ相匹配的光孔Ⅱ。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，還具有彈簧墊圈，所述螺釘依次穿入彈簧墊圈、光孔Ⅰ、光孔Ⅱ和螺紋凹孔將封蓋和調(diào)整墊安裝在支撐座的下方。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述支撐座的階梯式通孔具有第一臺(tái)階面和第二臺(tái)階面，所述第一臺(tái)階面與傳力桿桿頭部分的上端作用，所述第二臺(tái)階面與壓電式力傳感器的上端作用。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述支撐座的側(cè)面還設(shè)有通孔Ⅴ，所述通孔Ⅴ與階梯式通孔相連通，所述壓電式力傳感器的輸出端位于通孔Ⅴ內(nèi)。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述壓電式力傳感器通孔Ⅱ的孔徑為D，所述傳力桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，所述L與D的比值大于1。

所述的一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，所述壓電式力傳感器的上端面具有一環(huán)形平面，所述傳力桿桿頭部分的下端作用于環(huán)形平面。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型一種基于壓電式力傳感器測(cè)拉壓力裝置，通過(guò)支撐座與傳力桿的組合作用，實(shí)現(xiàn)在分別測(cè)軸向拉壓雙向力時(shí)，壓電式力傳感器始終受壓，因此拓寬了壓電式力傳感器的使用范圍。使得該裝置可承受軸向拉壓雙向力的作用，改變壓電式傳感器只能測(cè)單向拉壓力的方式。

支撐座中心有階梯式通孔和螺紋孔，與作用力裝置通過(guò)螺紋聯(lián)接，支撐座下端階梯式結(jié)構(gòu)的通孔中安裝壓電式力傳感器，壓電式力傳感器中間圓形通孔安裝傳力桿，支撐座、調(diào)整墊、封蓋通過(guò)內(nèi)六角圓螺釘連接在一起，緊鎖螺母從傳力桿下端旋入，將傳力桿與傳感器緊固聯(lián)接。測(cè)力裝置作用拉力時(shí)，拉力則由支撐座、調(diào)整墊、內(nèi)六角圓螺釘、封蓋、壓電式力傳感器通過(guò)傳力桿作用在壓電式力傳感器的表面上，拉力大小由壓電式力傳感器輸出。測(cè)力裝置作用壓力時(shí)，壓力則由支撐座、壓電式力傳感器、傳力桿通過(guò)鎖緊螺母將壓力作用在壓電式力傳感器的下端面上，壓力大小由壓電式力傳感器輸出，實(shí)現(xiàn)測(cè)軸向拉壓雙向力大小。

傳力桿是本裝置的安裝基礎(chǔ)件。傳力桿的桿頭部分與支撐座中階梯式通孔的第一臺(tái)階面配合，確保支撐座上的通孔Ⅰ與傳力桿同心；壓電式力傳感器中的通孔Ⅱ與傳力桿中部的光桿部分配合，確保壓電式力傳感器、支撐座、傳力桿同心。傳力桿與壓電式力傳感器配合，且配合的長(zhǎng)徑比大于1，限制傳力桿的四個(gè)自由度，為壓電式力傳感器上端平面為小環(huán)形平面，僅傳力桿的一個(gè)軸向移動(dòng)自由度，即保證限位組合不發(fā)生過(guò)自由度。

調(diào)整墊片起到調(diào)節(jié)封蓋與支撐座之間間隙的作用，既保證封蓋與支撐座通過(guò)螺母夾緊，又保證傳感器與支撐座之間的裝配精度。