[其他]雙加載點應變式負荷傳感器

無效

• 申請號: 85200909
• 申請日: 1985-04-26
• 公開（公告）號: CN85200909U
• 公開（公告）日: 1986-02-05
• 發明（設計）人: 王志正
• 申請（專利權）人: 北京鋼鐵學院
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種結構新穎的、實用的新型電阻應變式負荷傳感器。它屬于國際分類號GOIL／22范圍。

當前使用于測力與稱重系統的電阻應變式傳感器中有梁式、柱式及環式等不同結構形式。這些結構形式的傳感器均為單點承受被測載荷（如U.S.Pat，4，283，941）。而在實際應用中往往需要一種兩點或一個矩形面上承受載荷的傳感器。在這種情況下，人們一般通過為傳感器增加一些中間轉換環節來滿足測量要求。而這種增加中間環節的作法會顯著地降低傳感器的檢測精度。如一般箱式傳感器，它的本身精度優于0.1％F.S，而加上中間環節后其精度降低至0.2％F.S以下。另一種常用的解決方法是使用單點承受載荷的傳感器在傳感器附近的稱臺與地基之間加水平緊固器。這種辦法除了分掉一部分載荷外，還使測量精度受緊固器的影響，同時緊固器需要較大的空間，對于一般測量系統往往不能滿足其空間尺寸。

本發明是為了克服上述傳感器的不足，既能保證在不降低測力與稱重精度的情況下實現兩個加載點承受載荷和抑制載荷作用點變化對輸出的影響，又不需其他輔助設備，因而可將軸承座、齒輪箱、機座等裝置直接固定到傳感器上進行測力與稱重。

本發明是把一塊彈性材料機械加工成工字形結構，工字上部的兩翼是兩個懸臂梁，它可以是剪切式也可以是雙聯孔式。支撐體將懸臂梁和底座連成一體，通過底座上的螺孔將傳感器固定到基礎上。兩懸臂梁的自由端各有一載荷承受點，外加被測載荷垂直地加于此承載點上，使梁產生彎曲變形和剪切變形。此變形由粘貼在梁中部經過局部加工形成的測量區的電阻應變片所檢測，并通過測量電橋將其變換為對應被測載荷的電信號輸出。由于剪切式或雙聯孔式測量方式對載荷作用點變化不敏感，同時一個載荷由兩個梁承擔并組成一個電橋，這就進一步抑制了載荷作用點變化、載荷重心不對稱等因素的影響。

以下將結合附圖對發明作進一步的詳細描述。

圖1是本發明傳感器的基本結構形式。立柱2在底座3的中央部位，底座兩端各有一組將底座固定于基礎上的孔或螺孔4、5。在立柱（支撐體）2的頂端支撐著與底座3平行的延伸至底座端部的剪切式或雙聯孔式懸臂梁1，1′（帶撇的為左側）。被測載荷P被分成P₁及P₁′分別垂直地作用于梁1，1′自由端的加載點6，6′上。加載點是兩個帶有螺孔的凸臺。在每個梁的中部均有一檢測區7，7′。

圖2為圖1沿A－A向剖視圖，它是一種剪切式結構形式，是在梁1，1′的兩個側面以與梁自然軸線N、A及載荷作用線相垂直的方向向梁的自然軸線方向相對地各打一盲孔8′、9′（8、9），在梁上形成一局部工字形截面。電阻應變片10、11（10′、11′），12、13（12′、13′）兩兩相對地分別粘貼在工字腹板14′的側面。電阻應變片是按與梁的自然軸線分別成45°及135°角對稱地分布于中性層兩側，以測量由被測載荷引起的剪切變形。各盲孔中粘貼兩片電阻應變片，共粘貼八片。電阻應變片的引線沿梁上的槽15及孔17、18引至梁的一端組成如圖4所示的測量電橋并引出傳感器外。盲孔、槽等在梁的兩側面用蓋板19密封。

圖3所示的是本發明的另一種雙聯孔式結構檢測區的正視圖（圖中只畫了一個梁的情況）。它是在檢測區的一個側面打一組如圖所示的通至相對側面的弧形通孔，上、下兩通孔間相聯，左右之間有一剛性隔斷，上、下隔斷間有一縫隙將兩組通孔連通。加載時梁的上下面形成四個局部應力集中區16a、16b、16c、16d（16a′、16b′、16c′、16d′）。電阻應變片就粘貼在此應力集中區的內表面上，它是按與梁自然軸線平行、與載荷作用線垂直的方向粘貼。在圖中電阻應變片10、11、12及13（10′、11′、12′及13′）組成如圖4所示的電橋，并通過孔17引至傳感器外。當被測載荷作用于各加載點上時，各應力集中區將產生彎曲變形。電阻應變片10及13承受拉應力，11及12承受壓應力，在激勵電源E的激勵下，接在電橋另一對角線上的電表V將有對應于被測載荷的電信號輸出。

圖5畫出了一種與外部設備組裝的示意圖。墊板20用螺釘固定到傳感器上，然后將外部設備固定到墊板上。