本發(fā)明涉及傳感器，具體涉及一種壓力傳感裝置。

背景技術(shù)：

傳感器是現(xiàn)代檢測(cè)和控制系統(tǒng)的重要組成部分，各高校都將壓力傳感器特性研究及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)作為物理基本實(shí)驗(yàn)，高精度壓力傳感器被廣泛應(yīng)用在科研、教學(xué)等場(chǎng)合。然而高精度稱量時(shí)，重物放置在稱量盤上會(huì)引起稱量盤的整體振動(dòng)，稱量盤的振動(dòng)會(huì)造成示數(shù)不穩(wěn)定，需要等待較長時(shí)間(10s左右)才能穩(wěn)定讀數(shù)，由于高精度壓力傳感器量程較小，在實(shí)際操作中存在誤操作，會(huì)使得彈性平衡梁發(fā)生非彈性應(yīng)變，從而產(chǎn)生較大誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)易操作，精度高，不易損壞的教學(xué)、科研用高精度壓力傳感裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種壓力傳感裝置，由稱量盤、兩片第一墊片、兩片第二墊片、兩片第三墊片、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、底座、電源e1、電源e1、電壓表v1、電壓表v2與示數(shù)裝置所組成，其中第一壓力傳感器由四個(gè)應(yīng)變電阻片r1、r2、r3和r4及第一彈性平衡梁組成，第一彈性平衡梁的一側(cè)底部通過第二墊片固定在底座上，另一側(cè)頂部通過第一墊片固定有稱量盤，其中r1、r3位于第一彈性平衡梁上表面，r2、r4位于第一彈性平衡梁下表面，r1與r4的一端與電源e1的正極并連，另一端與電壓表v1的正極并聯(lián)，r2與r3的一端與電源e1的負(fù)極并連，另一端與電壓表v1的負(fù)極并聯(lián)，第二壓力傳感器由四個(gè)應(yīng)變電阻片r5、r6、r7和r8及第二彈性平衡梁組成，第二彈性平衡梁的一側(cè)底部通過另一第二墊片固定在底座上，另一側(cè)頂部通過另一第一墊片固定有稱量盤，其中r5、r7位于第二彈性平衡梁上表面，r6、r8位于第二彈性平衡梁下表面，r5與r8的一端與電源e2的正極并連，另一端與電壓表v2的正極并聯(lián)，r6與r7的一端與電源e2的負(fù)極并連，另一端與電壓表v2的負(fù)極并聯(lián)，示數(shù)裝置連接電壓表v1、電壓表v2，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器按中心對(duì)稱原則設(shè)置，所述第三墊片固定在底座上，并與第一或第二彈性平衡梁保持一定空隙。

優(yōu)選的，所述應(yīng)變電阻片r1-8的阻值r初值均相等。

優(yōu)選的，還包括防護(hù)圈，所述防護(hù)圈垂直設(shè)置于底座外緣，其高度稍高于稱量盤。

優(yōu)選的，電源e1、e2為高精度電壓源，輸出電壓值為e。

優(yōu)選的，所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器可直接采用n430型壓力傳感器模塊，兩個(gè)壓力傳感器的參數(shù)完全相同。

測(cè)量時(shí)接通電源，電壓表v1與電壓表v2在放置壓力前后均可測(cè)量得到兩個(gè)電壓值，未放置砝碼(f0)前先記錄下電壓表v1與電壓表v2的初讀數(shù)，放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼后再記錄下電壓表v1與電壓表v2的讀數(shù)，得到前后兩次讀數(shù)差值的絕對(duì)值|u1|、|u2|，計(jì)算得到系數(shù)a＝e*f0/(|u1|+|u2|)，a為壓力傳感器的變換系數(shù)，內(nèi)置于示數(shù)裝置內(nèi)部，其值可通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼來率定。

示數(shù)裝置通過關(guān)系式f＝e*a/(|u1|+|u2|)可以直接顯示稱量盤上的壓力f的大小。

本裝置的特別創(chuàng)新之處在于采用兩個(gè)壓力傳感器，由可知，兩個(gè)彈性平衡梁一方面增大了勁度系數(shù)，傳感器稱量盤振動(dòng)周期將減小，振動(dòng)周期減小，同等振幅下與空氣摩擦阻尼增大，可以在短時(shí)間內(nèi)得到穩(wěn)定測(cè)量值，同時(shí)兩個(gè)彈性平衡梁按中心對(duì)稱安裝，不僅拓展了2倍的量程，還更有利于均勻受力，相同重量下稱量盤振幅更小，測(cè)量精度得到進(jìn)一步提高，與單個(gè)壓力傳感器相比，測(cè)量值穩(wěn)定時(shí)間也提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。其次本裝置還有多項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)之處，例如在墊片與彈性平衡梁間設(shè)置合理空隙，在規(guī)定量程內(nèi)不接觸，超過儀器規(guī)定量程時(shí)兩者接觸，可防止彈性平衡梁發(fā)生非彈性應(yīng)變，本裝置設(shè)計(jì)的防護(hù)罩高于稱量盤平面，可以有效地避免在操作中將手掌或其他重物壓在稱量盤上等誤操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的壓力傳感裝置的側(cè)面剖視圖。

圖2為本發(fā)明的壓力傳感裝置的俯視圖。

圖3為本發(fā)明的壓力傳感裝置拿去稱量盤后的俯視圖。

圖4為本發(fā)明的電路連接方式。

圖5為稱量盤受力時(shí)，第一壓力傳感器四個(gè)應(yīng)變電阻片的電壓變化示意圖。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種壓力傳感裝置，由防護(hù)圈1、稱量盤2、兩片第一墊片3、兩片第二墊片4、兩片第三墊片5、第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器7、底座8、電源e1、電源e1、電壓表v1、電壓表v2與示數(shù)裝置9所組成，其中第一壓力傳感器由四個(gè)應(yīng)變電阻片r1、r2、r3和r4及第一彈性平衡梁10組成，第一彈性平衡梁10的一側(cè)底部通過第二墊片4固定在底座8上，另一側(cè)頂部通過第一墊片3固定有稱量盤2，其中r1、r3位于第一彈性平衡梁10上表面，r2、r4位于第一彈性平衡梁10下表面，r1與r4的一端與電源e1的正極并連，另一端與電壓表v1的正極并聯(lián)，r2與r3的一端與電源e1的負(fù)極并連，另一端與電壓表v1的負(fù)極并聯(lián)，第二壓力傳感器7由四個(gè)應(yīng)變電阻片r5、r6、r7和r8及第二彈性平衡梁11組成，第二彈性平衡梁11的一側(cè)底部通過另一第二墊片4固定在底座上，另一側(cè)頂部通過另一第一墊片3固定有稱量盤，其中r5、r7位于第二彈性平衡梁上表面，r6、r8位于第二彈性平衡梁下表面，r5與r8的一端與電源e2的正極并連，另一端與電壓表v2的正極并聯(lián)，r6與r7的一端與電源e2的負(fù)極并連，另一端與電壓表v2的負(fù)極并聯(lián)，示數(shù)裝置連接電壓表v1、電壓表v2，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器、兩片第一墊片、兩片第二墊片、兩片第三墊片均按中心對(duì)稱原則設(shè)置，所述第三墊片5固定在底座上，并與第一或第二彈性平衡梁11保持一定空隙。防護(hù)圈1是用有機(jī)玻璃制成，其內(nèi)徑120mm，外徑130mm，壁厚5mm，高度50mm。稱量盤2是用有機(jī)玻璃制成，其半徑59mm，厚度5mm。壓力傳感器6采用n430型壓力傳感器，其長80mm，寬12.7mm，高12.7mm，電源8采用輸出電壓恒定為5.0000v的標(biāo)準(zhǔn)高精度電源。

測(cè)量時(shí)將裝置接通電源，未放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼(f0)前首先記錄下電壓表v1與電壓表v2的初讀數(shù)，放置1000g標(biāo)準(zhǔn)砝碼后再記錄下電壓表v1與電壓表v2的讀數(shù)，得到前后兩次讀數(shù)差值的絕對(duì)值|u1|＝2.4988mv、|u2|＝2.5026mv，得到系數(shù)a＝e*f0/(|u1|+|u2|)，在放置壓力前后測(cè)量得到兩個(gè)電壓值差值的絕對(duì)值|u1|＝1.3462mv、|u2|＝1.3486mv，通過關(guān)系式f＝e*a/(|u1|+|u2|)求出壓力大小為538.81g。

與之對(duì)比，由一個(gè)n430型壓力傳感器構(gòu)成的裝置在放置1000g標(biāo)準(zhǔn)砝碼后電壓表顯示5.14xxg(x表示數(shù)值不停跳動(dòng))，10s之后，電壓表顯示5.142xg；本裝置在放置1000g標(biāo)準(zhǔn)砝碼1s之后，電壓表v1與電壓表v2即可可穩(wěn)定顯示小數(shù)點(diǎn)后四位，說明本裝置穩(wěn)定性好，測(cè)量精度高。