一種半球頭摩擦傳感器的製作方法
2023-12-09 07:33:31 3
本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種半球頭摩擦傳感器。
背景技術：
對於傳感器在生活中隨處可見，而且種類繁多，對於壓力傳感器也是如此。在現今飛速發張的時代背景下，壓力傳感器的要求也越來越高，有特定的壓力檢測，也有全方面的壓力檢測，這使得對壓力傳感器的性能要得到極大的提高，同時在使用上也是更加的簡單便捷。而現有的壓力傳感器的檢測精度上還無法滿足需求。
技術實現要素：
本發明要解決精確檢測出壓力方向和大小的技術問題，在於提供一種半球頭摩擦傳感器，解決應變片無法精確檢測出彈性體受力形變的問題。
本發明是這樣實現的：一種半球頭摩擦傳感器，包括全橋應變計、彈性體、信號輸出部和半球體摩擦頭；
所述彈性體的中部周側粘貼有兩個以上的全橋應變計，兩個以上的全橋應變計沿彈性體的同一個圓周等間距分布設置，所述半球體摩擦頭設置在彈性體的頂面，所述彈性體的底面設置有固定部，所述信號輸出部套設在彈性體的周側，所述信號輸出部的側壁設置有線孔，所述信號輸出部用於固定外接設備的信號線。
進一步地，所述全橋應變計包括第一應變片、第二應變片、第三應變片和第四應變片，第一應變片、第二應變片、第三應變片和第四應變片通過側邊兩兩依次拼接。
進一步地，所述彈性體為鋁合金彈性體、合金鋼彈性體或不鏽鋼彈性體。
進一步地，所述固定部設置有固定孔，所述固定孔設置有兩個以上，且固定孔沿固定部的同一圓周等間距分布。
進一步地，所述信號輸出部包括信號線，所述全橋應變計電連接有一信號線，信號線等間距分布在信號輸出部的周側。
進一步地，所述信號線設置有固定頭，所述固定頭設置在線孔上，所述固定頭用於固定信號線並保護信號線端部不會被折損。
進一步地，所述線孔設置有兩個以上，所述線孔設置有一固定頭。
本發明具有如下優點：區別於現有的壓力傳感器其在檢測時，檢測的靈敏度底，因此導致檢測出的壓力有一定或較大的誤差，本技術方案的半球頭摩擦傳感器可以通過彈性體周側的全橋應變計進行感應，當受到任意方向壓力的作用在半球體摩擦頭處時，可以較為準確的得到壓力的方向和大小，而且半球體摩擦頭可以更加靈敏的感應到施加的力，因此極大的提高了半球頭摩擦傳感器的靈敏度，以及半球頭摩擦傳感器檢測的精準度，滿足人們的需求，從而達到多方向的檢測目的。
附圖說明
圖1為本發明實施例中半球頭摩擦傳感器的正視圖；
圖2為本發明實施例中半球頭摩擦傳感器的側視圖；
圖3為本發明實施例中全橋應變計的示意圖。
附圖標記說明：
10、全橋應變計；101、第一應變片；102、第二應變片；
103、第三應變片；104、第四應變片；105、引線；
20、彈性體；201、固定部；202、固定孔；
30、信號輸出部；301、線孔；302、信號線；303、固定頭；
40、半球體摩擦頭。
具體實施方式
為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
請參閱圖1、圖2以及圖3，本發明一種半球頭摩擦傳感器，包括全橋應變計10、彈性體20、信號輸出部30和半球體摩擦頭40；
所述彈性體的中部周側粘貼有兩個以上的全橋應變計，兩個以上的全橋應變計沿彈性體的同一個圓周等間距分布設置，所述半球體摩擦頭設置在彈性體的頂面，所述彈性體的底面設置有固定部201，所述信號輸出部套設在彈性體的周側，所述信號輸出部的側壁設置有線孔301，所述信號輸出部用於固定外接設備的信號線。所述全橋應變計包括第一應變片101、第二應變片102、第三應變片103和第四應變片104，第一應變片、第二應變片、第三應變片和第四應變片通過側邊兩兩依次拼接。所述彈性體為鋁合金彈性體、合金鋼彈性體或不鏽鋼彈性體。所述固定部設置有固定孔202，所述固定孔設置有兩個以上，且固定孔沿固定部的同一圓周等間距分布。所述信號輸出部包括信號線302，所述全橋應變計電連接有一信號線，信號線等間距分布在信號輸出部的周側。所述信號線設置有固定頭303，所述固定頭設置在線孔上，所述固定頭用於固定信號線並保護信號線端部不會被折損。所述線孔設置有兩個以上，所述線孔設置有一固定頭。
在某個實施例中，先通過固定部的固定孔將半球頭摩擦傳感器進行固定，而固定方式可以使用螺栓、螺釘和釘子等進行固定。半球體摩擦頭這樣的形狀可以很好的和施力的物體向接觸，因為半圓球頭的可以便於任意方向上的力施加，會使得感應更加的準確。光滑的表面不會劃傷人體或者磨損物品，對於施加的物體具有一定的保護作用，同時提高了傳感器的靈敏度。
而通過改進應變片的組合方式，將四個應變片拼接成為一個全橋應變計，使得半球頭摩擦傳感器的檢測精度和感應的靈敏度提高。而全橋應變計由四個應變片組成，在全橋應變計的電路中將應力方向相同的兩個應變片接入電橋的對邊，而將應力方向相反的兩個應變片接入電橋的鄰邊，這樣連接的方式會使得其輸出的靈敏度比半橋連接的方式提高一倍以上，而且其非線性得到了較大的改善。在半球頭摩擦傳感器的四周粘貼有兩個以上的全橋應變計，在某個優選的方案中可以選擇八個全橋應變計，八個全橋應變計圍繞著彈性體的側壁等間距的粘貼，此時在信號輸出部的側壁可以設置兩個或者四個固定頭，並且通過信號線與全橋應變計的引線105連接，每個全橋應變計可以對應連接一個信號線，這樣每個全橋應變計具有一個變化數值，便於檢測人員觀察半球頭摩擦傳感器的半球體摩擦頭何處受力。
當半球體摩擦頭可以準確檢測出施加在半球頭上力，施加力可以是正向的推力、從上至下的壓力和扭力等等，由於一半球頭摩擦傳感器的固定部被固定，都可以讓彈性體的發生變形，當彈性體發生形變時，全橋應變計也會跟隨彈性體發生一定的形變，也就是在全橋應變計中有兩個支路，而同一支路的兩個應變片極性相反，即一個為拉伸一個為壓縮；而不同支路的對應電阻極性相反，即支路一的第一個電阻和支路二的第一個電阻一個拉伸一個壓縮。因此在應變片發生形變後，會將彈性體的變形轉換成應變片電阻的變化，再通過測量電路將電阻的變化轉換成電壓或電流的變化，進而將變化的信號輸出得到變化的數值，進一步通過對變化的數值運算，得到壓力的大小。
同時通過多個全橋應變計，以及每個全橋應變計的引線都有相對應的信號線電連接，使得每個全橋應變計都有一個信號輸出，這樣得到多組電信號變化的數值，從而通過多組數值判斷出受力的方向以及壓力的大小，進而達到準確定位受力方向，以及準確得出施加的壓力大小。而在信號線的與全橋應變計的引線連接端設置了固定頭，固定頭設置在信號輸出部的側面上，使得信號線不容易損壞，例如：被折斷、磨損或者在連接處由於拉扯斷開等。對於彈性體可以是鋁合金彈性體、合金鋼彈性體和不鏽鋼彈性體等，不同的材料的彈性體可以滿足不同場合條件下的需求，例如：鋁合金彈性體比重小、屈服強度比高、塑性好且耐腐蝕性強，適用於小量程稱重傳感器這類的設備或器材上。而合金鋼彈性體的測量精度高、穩定性能好、溫度漂移小、輸出信號的對程性好且結構緊湊等優點，在拉力傳感器上應用較多。不鏽鋼彈性體的使用溫度範圍寬、長期的穩定性好、功耗低、遲滯誤差小且重複性好等，適用於金屬應變式壓力傳感器等方面的設備上。使得在使用一半球頭摩擦傳感器時，可以達到較高的靈敏度，使得檢測的準確性較高，滿足檢測的需求。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括……」或「包含……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的要素。此外，在本文中，「大於」、「小於」、「超過」等理解為不包括本數；「以上」、「以下」、「以內」等理解為包括本數。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利保護範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。