[實用新型]應力檢測數字傳感器

有效

• 申請號: 202020850784.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN212007621U
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊寶陽
• 申請（專利權）人: 健芳電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01L9/04
• 分類號: G01L9/04;G01L19/00
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本實用新型涉及一種應力檢測數字傳感器，包括電阻式應變計、測量芯片、電源模塊，電阻式應變計包括受力區、量測電路板、應變片；受力區和量測電路板連接，受力區和量測電路板連接處兩側還設有受力應力槽，應變片設置在兩側的受力應力槽之間。本實用新型的電阻式應變計整體采用PCB玻纖制成，PCB板自身作為彈性體，減少人工組裝工序、降低生產成本、提升產品質量、提升生產效率。

技術領域

本實用新型涉及傳感器領域，具體涉及一種應力檢測數字傳感器。

背景技術

現有技術中通常是通過測量風機運轉速度來測量空調、空氣凈化器、新風系統等風機運轉出風口的風力，進而判斷風口的濾網是否干凈或堵塞，或者風機是否老化、損壞。目前市場上的風壓測量模塊基本上都只應用位移傳感器和壓力傳感器。

采用位移傳感器的風壓測量模塊存在以下缺陷：一、若采用電磁式位移傳感器，電磁式位移傳感器需要以交流正弦波進行供電，且其輸出端也需要設置整流濾波電路，設計復雜；若采用的是電阻式位移傳感器，電阻式位移傳感器的使用壽命短，不能長時間使用，使用成本高；三、位移傳感器都是將位置的變化量轉換為電信號進行輸出，只要有位置變化，在長期使用下傳感器上會積累灰塵，從而影響其檢測的準確性；四、傳感器成本偏高；五、電路設計成本高。

采用壓力傳感器的風壓測量模塊存在以下缺陷：一、壓力傳感器一般分為擴散硅壓力傳感器和陶瓷電容壓力傳感器，這兩種壓力傳感器對使用環境要去較高，在粉塵環境下存在失效的可能；二、擴散硅壓傳感器一般都由半導體制成，體積小，壓力檢測孔也小，很容易被灰塵堵住從而使傳感器失效；三、陶瓷電容壓力傳感器和擴散硅壓傳感器都是利用傳感器上的薄膜去感應風壓，一旦薄膜上有積塵后就會很容易影響到測量的準確性；四、傳感器成本偏高；五、電路設計成本高。

為了解決上述技術問題，本專利申請人申請了申請號為201821398554.1的實用新型專利，該申請公開了一種風力風壓測量裝置，該裝置安裝在風機出風口，該裝置包括電阻式應變計、測量芯片以及為電阻式應變計和測量芯片供電的電源模塊，電阻式應變計由回復式彈性體和至少一個的應變片構成，應變片將回復式彈性體的形變量轉換成電壓信號并傳輸給測量芯片，測量芯片對接收到的信號進行處理，計算出風口的風壓值。

該專利中的風力風壓測量裝置的回復式彈性體采用鋁金屬一體加工而成，一方面成本較高，另外一方面金屬的硬度相對較高，導致風力風壓測量裝置的靈敏度相對較低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種應力檢測數字傳感器，一方面降低了生產成本和加工難度，另外一方面提升了靈敏度，本實用新型的技術目的是通過以下技術方案實現的：

一種應力檢測數字傳感器，包括電阻式應變計、測量芯片、電源模塊，電源模塊為電阻式應變計和測量芯片供電，電阻式應變計包括受力區、量測電路板、應變片；受力區和量測電路板連接，受力區和量測電路板連接處兩側還設有受力應力槽，應變片設置在兩側的受力應力槽之間。

進一步地，量測電路板和應變片之間還設有應變片電阻組橋區，受力應力槽設置在應變片電阻組橋區和受力區之間；應變片電阻組橋區和量測電路板之間還設有隔力槽。

進一步地，測量芯片包括差分輸入模數轉換模塊、MCU、存儲單元、串口和PWM芯片，差分輸入模數轉換模塊接收應變片傳輸的電壓信號并將該信號轉換為數字信號傳輸給MCU，MCU對接收到的信號進行處理得到壓力值，MCU將處理后的壓力值數據存儲到存儲單元的同時，通過串口或經PWM芯片脈沖調制后傳輸至接收端。

進一步地，測量芯片還包括數字模擬轉換器，用以從外界獲取修正電壓，并將該修正電壓傳輸給差分輸入模數轉換模塊，作為差分輸入模數轉換模塊新的參考電壓。

進一步地，串口包括RS485接口、RS422接口和RS232接口。

進一步地，量測電路板、應變片組橋區和受力區采用PCB玻纖材質一體加工而成。