[實用新型]一種無線傳輸式壓電二向測力儀

有效

• 申請號: 201721811405.9
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN207751614U
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 郇正澤;李映君;楊聰;鄭軍海;韓祥東;孫建波;陳斯;王旭
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G08C17/02
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

本實用新型涉及一種無線傳輸式壓電二向測力儀，屬于傳感器及其測控領域，它由傳感器殼體底座，力敏元件，傳感器殼體上蓋，無線傳輸模塊組成，其特征是：所述底座開有圓環形凹槽和圓柱形凸臺，用于固定力敏元件，所述上蓋下表面有凸臺，所述上蓋上表面開有四個同圓分布的螺紋孔和一個導線孔，所述力敏元件上表面與上蓋的下表面接觸，通過電子束封焊連接，所述無線傳輸模塊包括殼體底座，殼體上蓋，數據采集卡和無線發射裝置，所述殼體底座開有一個導線孔和四個同圓分布的螺紋孔，所述殼體上蓋開有八個同圓分布的螺紋孔，所述無線傳輸模塊通過螺栓固定在傳感器上。本實用新型工藝性好，操作簡單，同時解決了傳感器測量過程中輸出線的纏繞問題。

技術領域

本實用新型屬于傳感器及其測控領，域特別涉及一種無線傳輸式壓電二向測力儀。

背景技術

目前，壓電式傳感器是一種利用智能壓電材料作為力敏元件的動態測量形式。壓電效應理論與應用基礎研究一直是壓電學科研究的核心問題。其中，壓電式扭矩傳感器一般通過石英晶片的剪切效應來進行測量，測量方法一般為將傳感器的多組力敏元件（Y0切型晶組）均勻的分布在半徑為R的圓上，再通過“力×力臂”的方式間接測量力矩，這種測量方式為了保證晶片受力均勻，對晶組之間有嚴格的等高性要求，晶體與殼體接觸表面要有較高的平面度和粗糙度要求，使得晶體結構復雜，工藝要求高，成本高，同時許多壓電傳感器在使用過程中會存在繞線的問題，限制了壓電傳感器的適用環境。

專利CN105593106A中公開了一種扭矩傳感器，該結構傳感器用于測量車輛上轉向軸的扭矩大小，磁性裝置通過接收轉子和定子的磁性量實現扭矩的測量。這種磁電式傳感器可以實現非接觸測量，但是固有頻率相對較低。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題是提供一種無線傳輸式壓電二向測力儀，技術性能高，工作可靠，便于安裝和維修，具有靈敏度高，剛性高，測量精度高的特點。

本實用新型采用如下技術手段實現實用新型的目的：

一種無線傳輸式壓電二向測力儀，它由傳感器殼體底座（1），力敏元件（8），傳感器殼體上蓋（2），無線傳輸模塊組成，其特征是：所述底座（1）開有圓環形凹槽和圓柱形凸臺（9），用于固定力敏元件（8），所述上蓋下表面有凸臺（13），所述上蓋上表面開有四個同圓分布的螺紋孔（12）和一個導線孔（14），所述力敏元件（8）上表面與上蓋的下表面接觸，通過電子束封焊連接，所述無線傳輸模塊包括殼體底座（3），殼體上蓋（4），數據采集卡和無線發射裝置（5），所述殼體底座（3）開有一個導線孔（15）和四個同圓分布的螺紋孔（16），所述殼體上蓋（4）開有八個同圓分布的螺紋孔（17），其中四個用于固定無線傳輸盒，四個用于安裝固定，所述無線傳輸模塊通過螺栓（6）固定在傳感器上。

作為本技術方案的進一步限定，所述力敏元件（8）包括由兩片承受拉壓效應的X0°切型晶片、電極片作為軸向力Fz的測量晶組、三片具有“扭轉效應”的Y0切型晶片一、電極片（A）、（B）、（C）、（D）作為扭矩Mz的測量晶組。所述扭矩測量晶組最上層晶體下表面與電極（A）、（B）上表面粘合；中間晶片上表面與電極（A）、（B）下表面粘合，下表面與電極（C）、（D）上表面粘合；最下層晶片上表面與電極（C）、（D）下表面粘合。所述力敏元件通過調整墊片（7）和凸臺（9）固定在傳感器殼體上。

作為本技術方案的進一步限定，所述力敏元件（8）測量輸出電荷量通過導線（11）經過傳感器上蓋（4）的導線孔（14）和無線傳輸裝置殼體底座（3）的導線孔（15）與數據采集卡相連，在經過無線發射裝置將信號傳輸到上位機，進行數據處理。

與現有技術相比，本實用新型的效果是：本實用新型無線傳輸式壓電二向測力儀解決了測量過程中繞線問題，并且具有較高的靜態和動態性能，扭矩測量晶組只在扭矩作用下產生壓電效應，不受各徑向力和軸向力的影響，不產生向間干擾，不需要解耦運算。所以結構簡單，晶片數量少，成本大大降低，測量方便，精度高，軸向力測量范圍大等特點。

附圖說明