一種拉扭雙分量應變傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種拉扭雙分量應變傳感器，涉及傳感器【技術領域】，具體涉及應變傳感器的改進技術。包括下螺紋法蘭接頭、上螺紋法蘭接頭和承載柱；下螺紋法蘭接頭和上螺紋法蘭接頭均為圓柱形結構；在下螺紋法蘭接頭的底面和上螺紋法蘭接頭的頂面分別設置有橫向槽和縱向槽，橫向槽與縱向槽垂直；四個承載柱豎向設置并連接于下螺紋法蘭接頭和上螺紋法蘭接頭之間，四個承載柱均布于下螺紋法蘭接頭軸線為圓心的圓周上；在四個承載柱中間粘貼有測量軸向拉力的應變片，在四個承載柱的根部粘貼有測量扭矩的應變片。本實用新型解決了現(xiàn)有的應變傳感器由于彈性體在機械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位誤差大的問題。
【專利說明】一種拉扭雙分量應變傳感器

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及傳感器【技術領域】，具體涉及應變傳感器的改進技術。

【背景技術】
[0002] 應變式傳感器是基于測量物體受力變形所產(chǎn)生的應變的一種傳感器。電阻應變片 則是其最常采用的傳感元件。它是一種能將機械構件上應變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感 元件。
[0003] 現(xiàn)有的應變傳感器由于彈性體在機械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感 器的抗偏載能力差，方位誤差大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型提供一種拉扭雙分量應變傳感器，本實用新型解決了現(xiàn)有的應變傳感 器由于彈性體在機械加工中的加工精度所帶來的影響，使得傳感器的抗偏載能力差，方位 誤差大的問題。
[0005] 為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案：一種拉扭雙分量應變傳感器，包 括下螺紋法蘭接頭F1、上螺紋法蘭接頭F2和承載柱F3 ;下螺紋法蘭接頭F1和上螺紋法蘭 接頭F2均為圓柱形結構，上螺紋法蘭接頭F2與下螺紋法蘭接頭F1軸線重合并上下設置； 在下螺紋法蘭接頭F1的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別設置有橫向槽F5和縱向槽 F4,橫向槽F5與縱向槽F4垂直；四個承載柱F3堅向設置并連接于下螺紋法蘭接頭F1和上 螺紋法蘭接頭F2之間，四個承載柱F3均布于下螺紋法蘭接頭F1軸線為圓心的圓周上；在 四個承載柱F3中間粘貼有測量軸向拉力的應變片，在四個承載柱F3的根部粘貼有測量扭 矩的應變片；在每個承載柱F3的兩個相對面的中間各粘貼有一個正應變的應變片和一個 負應變的應變片；在與該正應變的應變片相對的另外一個側(cè)面粘貼有負應變的應變片。
[0006] 本實用新型的優(yōu)點：傳感器可以利用一個彈性體同時承受拉力、扭矩參數(shù)。通過改 變結構尺寸，可以實現(xiàn)（5?100)kN、（50?1000)N.m的拉力和扭矩兩個參數(shù)的同時測量。 傳感器彈性體采用四柱式（四個承載柱）結構，可以極大的降低由于彈性體在機械加工中 的加工精度所帶來的影響，可以提高傳感器的抗偏載能力，減少方位誤差。同時該傳感器還 具有動態(tài)響應頻率高，體積小、重量輕，便于攜帶等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本實用新型結構示意圖；
[0008] 圖2是圖1的C-C剖視圖；
[0009] 圖3是圖1的D向局部視圖；
[0010] 圖4是圖1的A向視圖；
[0011] 圖5是圖1的B向視圖；
[0012] 圖6是本實用新型應變片粘貼位置示意圖；
[0013] 圖7是軸向拉力測量的應變片組成的電橋電路圖；
[0014] 圖8是扭矩測量的應變片組成的電橋電路圖。
[0015] 圖中符號說明：下螺紋法蘭接頭F1，上螺紋法蘭接頭F2,承載柱F3,縱向槽F4,橫 向槽F5,螺紋孔F6,應變片1-24。

【具體實施方式】
[0016] 下面用最佳的實施例對本實用新型做詳細的說明。
[0017] 如圖1-6所示，一種拉扭雙分量應變傳感器，包括下螺紋法蘭接頭F1、上螺紋法蘭 接頭F2和承載柱F3 ;下螺紋法蘭接頭F1和上螺紋法蘭接頭F2均為圓柱形結構，上螺紋法 蘭接頭F2與下螺紋法蘭接頭F1軸線重合并上下設置；在下螺紋法蘭接頭F1的底面和上螺 紋法蘭接頭F2的頂面分別設置有橫向槽F5和縱向槽F4,橫向槽F5與縱向槽F4垂直；四 個承載柱F3堅向設置并連接于下螺紋法蘭接頭F1和上螺紋法蘭接頭F2之間，四個承載柱 F3均布于下螺紋法蘭接頭F1軸線為圓心的圓周上；在四個承載柱F3中間粘貼有測量軸向 拉力的應變片，在四個承載柱F3的根部粘貼有測量扭矩的應變片。承載柱F3中心截面與 下螺紋法蘭接頭F1縱向切面之間形成45度夾角。在每個承載柱F3的兩個相對面的中間 各粘貼有一個正應變的應變片和一個負應變的應變片。在每個承載柱F3的一個側(cè)面的根 部粘貼有下應變的應變片，在與該正應變的應變片相對的另外一個側(cè)面粘貼有負應變的應 變片。在下螺紋法蘭接頭F1的底面和上螺紋法蘭接頭F2的頂面分別有四個螺紋孔F6。四 個螺紋孔F6均布于下螺紋法蘭接頭F1或上螺紋法蘭接頭F2軸線為圓心的圓周上；螺紋孔 F6的徑向中心線與縱向切面之間形成45度夾角。
[0018] 傳感器由上下螺紋法蘭接頭來傳遞拉力參數(shù)，上下螺紋法蘭接頭設計成對稱的十 字槽結構來傳遞扭矩。傳感器在每根承載柱上都貼有6個應變片，共有24個應變片，組成 2個電橋，共有2路輸出信號，一路為拉力測量信號，另一路為扭矩測量信號。測量電路全 部采用直流對稱全橋測量電路，供橋電壓為（5?10)V。其中，軸向拉力（Z方向）通過四根 承載柱中間表面上粘貼的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16應變片來測量，其 中1、3、5、7、9、11、13、15是正應變，2、4、6、8、10、12、14、16是負應變，組成的電橋電路如圖7 所示。扭矩(M)通過粘貼在四根承載柱根部的17、18、19、20、21、22、23、24八個應變片來測 量，其中17、19、21、23是正應變，18、20、22、24是負應變，組成的電橋電路如圖8所示。
[0019] 最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例， 而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種拉扭雙分量應變傳感器，其特征在于，包括下螺紋法蘭接頭（F1)、上螺紋法蘭 接頭（F2)和承載柱（F3);下螺紋法蘭接頭（F1)和上螺紋法蘭接頭（F2)均為圓柱形結構， 上螺紋法蘭接頭（F2)與下螺紋法蘭接頭（F1)軸線重合并上下設置；在下螺紋法蘭接頭 (F1)的底面和上螺紋法蘭接頭（F2)的頂面分別設置有橫向槽（F5)和縱向槽（F4)，橫向槽 (F5)與縱向槽（F4)垂直；四個承載柱（F3)堅向設置并連接于下螺紋法蘭接頭（F1)和上 螺紋法蘭接頭（F2)之間，四個承載柱（F3)均布于下螺紋法蘭接頭（F1)軸線為圓心的圓周 上；在四個承載柱（F3)中間粘貼有測量軸向拉力的應變片，在四個承載柱（F3)的根部粘貼 有測量扭矩的應變片；在每個承載柱（F3)的兩個相對面的中間各粘貼有一個正應變的應 變片和一個負應變的應變片；在與該正應變的應變片相對的另外一個側(cè)面粘貼有負應變的 應變片。
2. 如權利要求1所述一種拉扭雙分量應變傳感器，其特征在于，在下螺紋法蘭接頭 (F1)的底面和上螺紋法蘭接頭（F2)的頂面分別有四個螺紋孔（F6)。
3. 如權利要求2所述一種拉扭雙分量應變傳感器，其特征在于，四個螺紋孔（F6)均布 于下螺紋法蘭接頭（F1)或上螺紋法蘭接頭（F2)軸線為圓心的圓周上。
【文檔編號】G01B7/16GK203893813SQ201320834240
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】焦洋, 段長生, 劉玉波, 東方, 陳博, 艾兆春 申請人:黑龍江華安精益計量技術研究院有限公司