專利名稱：測力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量力或重量的測力傳感器，更具體地說涉及的是利用彈性體應(yīng)變變形的彈性測力傳感器，特別是可用于電子式吊秤的測力傳感器。
一種用于電子吊秤的常規(guī)測力傳感器的縱向視圖和橫向剖視圖如附圖9、10所示，在電子式吊秤31的上側(cè)支撐部32和下側(cè)懸掛部33之間裝有測力傳感器34，園柱形變形體35的上端部和下端部分別通過螺栓與上述上側(cè)支撐部32和下側(cè)懸掛部33相連接;在變形體35的具有較小直徑的中央部位的園周表面上貼有應(yīng)變片36。
附

圖11(a)示出了另一種類型的測力傳感器34，它具有環(huán)形的變形體37，并在變形體37的中央空孔38的內(nèi)周表面上粘貼有應(yīng)變片36。另外，附圖11(b)示出了一種由呈S形的變形體39構(gòu)成的測力傳感器，在變形體的各個(gè)溝槽部40的側(cè)表面貼有應(yīng)變片36。
然而無論采用上述園柱形、環(huán)形或S形變形體35、37、39中的哪一種來構(gòu)成測力傳感器34，當(dāng)將這樣的測力傳感器34按前述方式安裝在吊秤31的上側(cè)支撐部32和下側(cè)懸掛部33之間時(shí)，利用的都是由于變形體35、37、39受沿上下方向作用的拉伸力而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。
因此，對于采用利用拉伸應(yīng)力的測力傳感器34的電子吊秤31，必須如圖9和圖10所示的那樣，在上側(cè)支撐部32和下側(cè)懸掛部33之間，亦即在吊秤31的中央部位，安裝測力傳感器34，或者說安裝變形體35，37、39。在利用該種測力傳感器34的電子吊秤31中，由于中央部位已經(jīng)被變形體35、37或39所占據(jù)，顯示部分41、測量電路42及電源43等等組件，就只能安裝在變形體的周圍，從而為實(shí)現(xiàn)吊秤的整體小型化帶來了困難。
本發(fā)明的目的就是解決已有技術(shù)中存在的上述問題，為電子吊秤提供一種能夠使之實(shí)現(xiàn)整體小型化的測力傳感器。
本發(fā)明是通過下述測力傳感器來實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的(a)、變形體在測量重力時(shí)，實(shí)質(zhì)上處于其兩端部受到支承的水平位置，并在兩端部之間的部位承受沿垂直方向的被測重力;
(b)、至少在變形體承受上述被測重力的部位與某一被支承端部之間的部位上，粘貼有應(yīng)變片，該變形體所利用的是剪切應(yīng)力。
將這種測力傳感器安裝在一個(gè)支撐框體的下部適當(dāng)位置，讓支撐框體的兩側(cè)邊部支承該變形體的兩個(gè)端部。這樣，在測量荷載時(shí)，該支撐框體處于吊掛狀態(tài)，其內(nèi)部在水平方向上形成有中空部位。由于上述支撐框體可作為電子吊秤的外框體，故可以將電源、測量電路等組件安裝在上述中空部位，即安裝在吊秤的中央部位之中，從而可使吊秤實(shí)現(xiàn)整體小型化。
也可以將應(yīng)變片分別安裝在變形體承受重力的兩側(cè)端部之間的，比如說中間部位和被支承的兩個(gè)端部之間的部位上。
而且，如果將應(yīng)變片粘貼在上述變形體測量重力時(shí)的上表面和/或下表面等外表面上，其粘貼條件與在上述環(huán)形變形體的中空孔內(nèi)表面和S形變形體的溝槽部側(cè)面這樣的狹窄部位上粘貼應(yīng)變片的情況是不相同的，在本發(fā)明的方案中，能夠更為容易和正確地粘貼應(yīng)變片。
除了可以將上述變形體固定連接在支撐框架的兩個(gè)側(cè)端部之外，還可以以整體形成變形體與支撐框架的方式來構(gòu)成測力傳感器。
以下將參照附圖，對本發(fā)明的測力傳感器的具體實(shí)施例，以適用于電子式吊秤的場合為例，進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖1至附圖8示出了本發(fā)明所述測力傳感器的幾個(gè)實(shí)施例，其中圖1為采用本發(fā)明測力傳感器的電子式吊秤的縱向剖視圖。
圖2為沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線剖開的剖視圖。
圖3(a)、(b)為測力傳感器的正視圖和俯視圖。
圖4為表示變形體相對于支撐框體的安裝方式的部分視圖。
圖5(a)、(b)為另外兩種變形體的正視圖。
圖6和圖7為對應(yīng)于圖4的部分視圖，它們分別示出了如圖5(a)、(b)所示的變形體與支撐框架間的安裝方式。
圖8為其支撐框體與變形體形成為一個(gè)整體的測力傳感器的正視圖。
圖9至圖11為表示已有技術(shù)的附圖。
如附圖1和附圖2所示，吊秤1在進(jìn)行重力測量時(shí)處于懸掛狀態(tài)，在金屬制成的門狀支撐框體2的下側(cè)具有開口，在支撐框體2的上端部2a的中央部位裝有上側(cè)支撐部3。上側(cè)支撐部3由吊環(huán)4和通過銷軸與吊環(huán)4相連接的吊軸5構(gòu)成。吊軸5的下端部5a插入到支撐框體2的上側(cè)部2a的孔6中，并且與之相連接。在支撐框體2的下部適當(dāng)部位上，由該框體的兩個(gè)側(cè)邊2b、2b的端部承受著測力傳感器7的兩端，使之位于水平位置。具體地說就是，測力傳感器7包括一個(gè)變形體8，該變形體可由鎳鉻鉬鋼、硬鋁、馬氏體時(shí)效鋼、析出硬化型不銹鋼或鈹銅合金等材料構(gòu)成。如附圖3(a)、(b)所示，測力傳感器7的變形體8的兩端具有安裝凸臺(tái)8b，凸臺(tái)8b上有安裝孔8a。如圖4所示，可將兩安裝凸臺(tái)8b放置在支撐框體2的兩側(cè)部2b下端的承受部位2c上，通過穿過兩個(gè)安裝孔8a的螺栓相對于支撐框體2的連接，可將變形體8安裝在支撐框體2上。
在變形體8的中央部位，朝下懸掛安裝有下側(cè)懸掛部10。該下側(cè)懸掛部10由荷載檢測軸11、叉架12和測量掛鉤13組成，叉架12位于檢測軸11的下端，且通過銷軸與測量掛鉤13相連接。如附圖3(a)、(b)所示，變形體8的中央部位具有凸臺(tái)8d和安裝孔8c，通過將螺母14裝在穿過安裝孔8c的檢測軸11上，可使下側(cè)懸掛部10與變形體8相連接。還如附圖3(a)、(b)所示，在變形體8的各安裝凸臺(tái)8b與8d之間的偏平的較薄部位的上表面上，以一定間隔貼有應(yīng)變片15，應(yīng)變片每兩片為一對，共有四片，由此構(gòu)成了測力傳感器7。
如圖1和圖2所示，當(dāng)支撐框體2處于懸掛狀態(tài)時(shí)，在水平方向上形成有中空部16，可以在其內(nèi)安裝測量電路18。該測量電路18用于使電流流過組成一惠斯登電橋的四片應(yīng)變片15的各應(yīng)變片，當(dāng)施加在下側(cè)懸掛部10上，更具體地說是施加在測量掛鉤13上的重力荷載使變形體8產(chǎn)生剪切應(yīng)力時(shí)，該應(yīng)力將使應(yīng)變片15的電阻值產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而使流經(jīng)的電流發(fā)生變化。該測量電路18還用于將上述電流變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，并由顯示部份17直接以數(shù)字形式顯示出被測重力荷載的大小。參考標(biāo)號19為電源，它為顯示部份17和測量電路18提供電力。
除了下側(cè)懸掛部10的一部份之外，可將支撐框體2整體用外殼20封裝起來。在其內(nèi)部安裝測量電路18和電源19，而顯示部份17的安裝方式應(yīng)使其顯示的數(shù)值能夠從外面看到。上側(cè)支撐部3則以水密密封方式與支撐框體2相連接。
至于測力傳感器7的變形體8的形狀，除了如附圖3(a)所示的那樣，讓各個(gè)安裝凸臺(tái)8b、8d均朝下突起之外，還可以根據(jù)需要采用其它不同的形狀。比如說采用附圖5(a)所示的形狀，使安裝凸臺(tái)8d朝上突起，或是采用如附圖5(b)所示的形狀，使安裝凸臺(tái)8b、8d同時(shí)朝上、下兩個(gè)方向突起。而且，盡管安裝孔8a、8c的方向，最好是在進(jìn)行重力測量時(shí)基本上呈上下方向，即在垂直方向上延伸，但是也不需一定要限定為垂直方向。比如說下側(cè)懸掛部10與變形體8之間的連接方式，除了如前所述的那樣，使下側(cè)懸掛部10的荷載檢測軸11由下方插入變形體之外，還可以在變形體8的中央部位設(shè)置水平方向的安裝孔，通過將銷軸插入上述安裝孔來連接安裝荷載檢測軸11。至于支撐框體2與變形體8之間的連接方式，也可以如附圖6所示，使支撐框體2兩側(cè)部2b的下端表面與變形體8的兩個(gè)安裝凸臺(tái)8b相接觸，將螺栓9由安裝孔8a的下方插入，使之與支撐框體相連接。除此之外，還可以如附圖7所示，使變形體8的兩個(gè)安裝凸臺(tái)8b嵌合入支撐框體2的兩個(gè)側(cè)部2b上的兩個(gè)凹陷部位2d中，然后再用螺栓9加以固定。
在上述實(shí)施例中，在變形體8各個(gè)安裝凸臺(tái)8b與8d之間，均貼有應(yīng)變片15，但也可以只在一側(cè)的安裝凸臺(tái)8b和8d之間粘貼四片應(yīng)變片15。
在上述實(shí)施例中，應(yīng)變片15粘貼在變形體8的上表面上，但也可以將應(yīng)變片粘貼在變形體8的下表面上，或是同時(shí)粘貼在上、下表面上，還可以粘貼在變形體8的側(cè)表面上。將應(yīng)變片貼在本發(fā)明的變形體8的外表面上，尤其是貼在其上、下表面上，其粘貼情形與在上述環(huán)形或S形變形體上粘貼應(yīng)變片是不相同的，兩者相比，采用本發(fā)明能夠更為容易和正確把粘貼應(yīng)變片，從而能大大提高測量精度。
如上述實(shí)施例所述，本發(fā)明的測力傳感器7利用的是剪切應(yīng)力，該測力傳感器是安裝在支撐框體2的下部適當(dāng)位置上的，由此而形成的支撐框體2的中空部16能夠用來安裝測量電路18，以使吊秤實(shí)現(xiàn)整體小型化。不僅如此，還可以將顯示部份17、測量電路18、電源19等等組件的一部或是全部安裝在這一中空部16，從而使得吊秤1進(jìn)一步地整體小型化。
在上述實(shí)施例中，支撐框體2和變形體8是兩個(gè)單獨(dú)的部件，通過螺栓9將變形體8的端部安裝在支撐框體2的兩個(gè)側(cè)部2b上，然而也可以如附圖8所示，采用與制造變形體相同的材料，例如鎳-鉻-鉬鋼、硬鋁等等，來制造支撐框體2，使之與變形體8形成為一個(gè)整體。這種整體形成方式可以減少組裝所需的工時(shí)，而且也能夠用于正確地進(jìn)行檢測。
權(quán)利要求
1.一種測力傳感器，其特征在于(a)具有一個(gè)變形體，該變形體在測量重力荷載時(shí)基本上位于水平位置，其兩端部受到支承，在該兩端部之間的部位沿垂直方向承受被測重力荷載；(b)具有與上述變形體相粘接的應(yīng)變片，應(yīng)變片至少粘接在變形體承受被測重力的部位與一個(gè)被支承的端部之間的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的測力傳感器，其特征在于上述應(yīng)變片分別粘貼在變形體承受被測重力荷載的部位和兩被支承端部之間的部位上。
3.如權(quán)利要求1所述的測力傳感器，其特征在于上述應(yīng)變片同時(shí)粘貼在變形體承受被測重力荷載時(shí)的上表面和下表面上。
4.如權(quán)利要求1-3所述的測力傳感器，其特征在于上述變形體承受被測重力荷載的位置為變形體的中央部位。
5.如權(quán)利要求1-4所述的測力傳感器，其特征在于具有一個(gè)支撐框體，并在其兩個(gè)側(cè)部的下部適當(dāng)位置承受上述變形體的兩端部，在測量重力荷載時(shí)該支撐框體處于懸掛狀態(tài)，并且在其內(nèi)部形成有沿水平方向的中空部。
6.如權(quán)利要求5所述的測力傳感器，其特征在于上述變形體固定連接在支撐框體的兩個(gè)側(cè)部上。
7.如權(quán)利要求5所述的測力傳感器，其特征在于上述變形體與支撐框體是整體形成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測力傳感器，它可用于利用彈性應(yīng)變變形進(jìn)行重量力荷載的測量，其目的是供電子吊秤使用，以使吊秤實(shí)現(xiàn)整體小型化。該測力傳感器具有一個(gè)變形體，它在測量重力荷載時(shí)基本上位于水平位置，其兩端受到支承，位于兩端部之間的部位承受沿垂直方向的被測重力荷載，且至少在變形體承受重力荷載的部位與一被支承端部之間的部位上粘接有應(yīng)變片。
文檔編號G01L1/22GK1076779SQ9210247
公開日1993年9月29日 申請日期1992年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月23日
發(fā)明者大西洋司 申請人:大和制衡株式會(huì)社