銷軸式剪切梁傳感器的製作方法

2023-05-20 07:48:11 1

專利名稱：銷軸式剪切梁傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器、特別是銷軸式傳感器結構的改進。
目前國內外普遍使用的銷軸傳感器，它如

圖1所示，包括彈性體(3)和輔助電路，輔助電路由電阻應變片(4)、印刷電路板、溫度補償元件、補償電阻和導線(5)等構成，彈性體(3)上有縮頸(2)，且彈性體(3)端部至少有一個可防止銷軸傳感器周向轉動和軸向串動的防轉槽(1)，彈性體(3)的結構為空心軸。由於彈性體(3)的內腔比較小，而四片電阻應變片又必須粘貼在彈性體(3)縮頸部位的內腔壁上，且四片電阻應變片及補償元件等組成的全橋檢測電路也必須置於彈性體(3)的內腔中，這樣，不僅在彈性體(3)內腔中粘貼電阻應變片(4)時操作很困難，而且在進行電阻應變片引線焊接、組成橋路及進行溫度補償等操作時，也很不方便，很困難，工藝性較差，返工率較高，因此製造很不方便。另外，由於彈性體是空心軸，在受到外力作用時，粘貼電阻應變片的區域應變分布不均勻，存在著變梯度。目前所用的銷軸傳感器的綜合精度約在1％左右，計量精度不高。
本實用新型的目的在於提供一種製造方便、計量精度高的銷軸式剪切梁傳感器。
本實用新型的技術方案是包括彈性體和輔助電路的銷軸式剪切梁傳感器，輔助電路由電阻應變片、印刷電路板、溫度補償元件、補償電阻和導線構成，彈性體為實心銷軸，彈性體上有一個或兩個縮頸，彈性體的縮頸上設有一對對稱的徑向盲孔，兩盲孔之間形成一腹板，在腹板兩側的中心位置分別粘貼有兩片互成90°角且與彈性體軸線成45°角或135°角的電阻應變片，側蓋板被封裝在盲孔的孔口處，彈性體至少有一個端部為定位端，該端部定位端可以是一個帶防轉槽的定位端，也可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸向平臺的定位端，還可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸肩的定位端。
本實用新型的技術效果是①製造方便。由於本實用新型的彈性體為實心銷軸，而非空心銷軸，電阻應變片及由電阻應變片等構成的全橋檢測電路等，不再象空心銷軸彈性體那樣需安裝在彈性體較小的內腔中，而是在實心銷軸彈性體的縮頸上設有一對對稱的徑向盲孔，使兩盲孔之間形成一腹板，將電阻應變片粘貼在腹板兩側的中心位置，導線穿過腹板上的孔使電阻應變片等構成橋路，從而使得進行電阻應變片的粘貼固定、電阻應變片引線焊接、組成橋路及進行溫度補償等操作時，不會出現空心銷軸彈性體那樣，因在狹小的內腔中操作而出現工藝性較差，操作很不方便，返工率較高的現象，相比較而言，操作很方便，製造過程中不會出現工藝性返工現象。②計量精度高。由於本實用新型的彈性體為實心銷軸，而不是空心銷軸，其敏感梁為盲孔腹板剪切梁式，其橫截面為類似「I」字梁結構，由力學分析可知，當該彈性體受到外力作用時，其彎矩主要由盲孔凸緣來承受，腹板承受的幾乎為純剪應變，且應變區域的應變分布比空心軸式彈性體受外力作用時的應變分布要均勻得多，應變梯度要小得多，從而使線性等性能指標得到明顯改良，使計量精度得到很大提高。經檢測，本實用新型的綜合精度為0.5％以上，比原來的1％左右提高了不少。
以下結合附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1為現有銷軸式傳感器結構示意圖。
圖2為本實用新型的主視圖。
圖3為本實用新型的俯視局部剖視圖。
圖4為圖3的A-A視圖。
圖5為本實用新型的定位端為帶徑向截面是圓缺的軸向平臺時的局部主視圖。
圖6為本實用新型的定位端為帶徑向截面是圓缺的軸肩時的局部主視圖。
圖7為圖6的左視圖。
圖8為本實用新型用於起重設備時的結構示意圖。
如圖2、圖3和圖4所示的銷軸式剪切梁傳感器，包括彈性體(8)和輔助電路，輔助電路由電阻應變片(16)、印刷電路板(12)、溫度補償元件(9)、補償電阻(11)和導線(5)構成，彈性體(8)為實心銷軸，彈性體(8)上有兩個縮頸(6)，彈性體(8)的縮頸(6)上設有一對對稱的徑向盲孔(10)，兩盲孔(10)之間形成一腹板(15)，在腹板(15)兩側的中心位置分別粘貼有兩片互成90°角且與彈性體(8)軸線成45°角或135°角的電阻應變片(16)，導線(5)穿過腹板(15)上的孔(17)將腹板(15)兩側的電阻應變片(16)、印刷電路板(12)、溫度補償元件(9)和補償電阻(11)等連接起來，並通過導線孔(14)在導線夾緊圈(3)、導線接頭體(4)的固定下引出彈性體(8)，並用開槽螺釘(1)封住導線孔(14)，側蓋板(7)被封裝在盲孔(10)的孔口處，彈性體(8)的端部定位端可以是一個帶防轉槽的定位端(2)，也可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸向平臺(18)的定位端(見圖5所示)，還可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸肩(19)的定位端(見圖6、圖7所示)。
當本實用新型應用於起重設備中時，如圖8所示，將彈性體(8)穿過支承架(27)的支承架孔(25)置於支承架(27)上，並使軸套(26)、軸承(22)、定滑輪(21)相互結合而固定在彈性體(8)的中間軸部分，並將防轉板(23)嵌入彈性體(8)的兩個端部定位端的防轉槽(2)中，再用螺釘(24)分別固定在支承架(27)上以防止彈性體(8)作周向轉動或軸向串動。鋼絲繩(20)壓在定滑輪(21)上。當吊起重物時，重力通過滑輪(21)、軸承(22)、軸套(26)而作用於本實用新型的彈性體(8)上，通過檢測傳感器的輸出信號，便可得到相對應的鋼絲繩(20)上的張力，當該張力達到或超過限定值時，控制裝置便進行報警或對超重設置進行保護性控制。
本實用新型應用於起重設備中時，彈性體(8)的兩個端部中至少有一個端部為定位端，也可以如圖8所示兩個端部均為定位端。當定位端是一個帶有徑向截面為圓缺的軸向平臺(18)的定位端時(見圖5所示)，可將兩塊防轉板(23)分別壓在該彈性體(8)的兩個定位端的軸向平臺(18)上，並通過螺釘(24)分別固定在支承架(27)上，而起到定位防轉作用。當定位端是一個帶有徑向截面為圓缺的軸肩(19)的定位端時(見圖6、7所示)，又可以直接採用螺釘(24)穿過彈性體(18)的軸肩(19)上的孔(見圖6、7所示)而將彈性體(8)固定在支承架(27)上，從而起到定位防轉作用。
權利要求1.一種銷軸式剪切梁傳感器，包括彈性體(8)和輔助電路，輔助電路由電阻應變片(16)、印刷電路板(12)、溫度補償元件(9)、補償電阻(11))和導線(5)構成，彈性體(8)上有一個或兩個縮頸(6)，且彈性體(8)至少有一個端部為定位端，其特徵在於彈性體(8)為實心銷軸，彈性體(8)的縮頸(6)上設有一對對稱的徑向盲孔(10)，兩盲孔(10)之間形成一腹板(15)，在腹板(15)兩側的中心位置分別粘貼有兩片互成90°角且與彈性體(8)軸線成45°角或135°角的電阻應變片(16)，側蓋板(7)被封裝在盲孔(10)的孔口處。
2.根據權利要求1所述的銷軸式剪切梁傳感器，其特徵在於所述的定位端可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸向平臺(18)的定位端，還可以是一個帶徑向截面為圓缺的軸肩(19)的定位端。
專利摘要一種銷軸式剪切梁傳感器，包括彈性體和輔助電路，其特徵在於彈性體為實心銷軸，彈性體的縮頸上設有一對對稱的徑向盲孔，兩盲孔之間形成一腹板，在腹板兩側的中心位置分別粘貼有兩片互成90°角且與彈性體軸線成45°角或135°角的電阻應變片，側蓋板被封裝在盲孔的孔口處。該銷軸式剪切梁傳感器具有製造方便、計量精度高的優點。
文檔編號G01N3/24GK2243075SQ95244718
公開日1996年12月18日 申請日期1995年9月18日 優先權日1995年9月18日
發明者徐敏 申請人:常州託利多電子衡器有限公司