CN104458077A - 带有检验与校准机构的力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有检验与校准机构的力传感器，传感器底座上面装有锥形体，锥形体上面装有圆弧板弹性体，锥形体与圆弧板弹性体配合接触，在力载荷的作用下使圆弧板弹性体的四个等分测力块产生变形，圆弧板弹性体上粘贴有电阻应变片，用于测试力载荷；传感器上盖通过垫块连接圆弧板弹性体，用于将载荷传递给圆弧板弹性体，传感器上盖螺纹联接标定螺栓与高弹性刻度盘。本发明利用传感器的特殊结构可以很好地将力载荷测试与标定检验结合在一起，可以有效地进行传感器的现场传感器性能检验与初步标定，以帮助技术人员进行传感器性能以及精度指标的初步检验，判断是否需要将传感器进行送检、维修或重新精确标定，迅速解决现场的技术问题，提高传感器的使用效益。

Description

带有检验与校准机构的力传感器

技术领域

本发明涉及一种力传感器，尤其是一种带有检验与校准机构的力传感器。

背景技术

力传感器是将力转换为电信号的器件，力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器等。力传感器广泛用于工业控制、在线控制***、安全过载报警***、材料试验机等领域以及各种电子衡器中。长期以来传感器在使用中经常会遇到性能是否下降、精度是否改变、遇到超载、冲击等情况时造成传感器破坏等问题。而性能、精度等问题的解决，往往需要送到专门的计量部门进行检验与标定。这就需要一定的时间与费用。在情况不确定的时候，尤其是性能是否下降、精度是否改变等情况不确定的时候，将会给企业用户带来不必要的时间、经济以及效益的浪费。

发明内容

本发明是要提供一种带有检验与校准机构的力传感器，利用传感器的特殊结构可以很好地将力载荷测试与标定检验结合在一起，可以有效地进行传感器的现场传感器性能检验与初步标定，以帮助技术人员进行传感器性能以及精度指标的初步检验，判断是否需要将传感器进行送检、维修或重新标定，迅速解决现场的技术问题，提高传感器的使用效益。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种带有检验与校准机构的力传感器，具有一个传感器底座，一个传感器上盖，所述传感器底座上面装有锥形体，锥形体上面装有圆弧板弹性体，锥形体与圆弧板弹性体配合连接，在力载荷的作用下使圆弧板弹性体的四个等分测力块产生变形，所述圆弧板弹性体上粘贴有电阻应变片，用于测试力载荷；所述传感器上盖通过垫块连接圆弧板弹性体，用于传递载荷给圆弧板弹性体，传感器上盖螺纹连接标定螺栓与高弹性刻度盘。

标定螺栓与高弹性刻度盘上设有用于判断螺栓的旋转角度的基准刻度线。

传感器上盖与传感器底座上的传感器外壳用螺栓连接，其间设有弹性密封件。传感器外壳中部设有导线插座。

本发明的有益效果是：

1．传感器弹性体的结构采用圆弧板弹性体与锥形体的组合结构，利用结构中的刚性差异和受力特征，使得所有变形集中在圆弧板弹性体的四个等分测力块上，并获得较高的灵敏度。

2．采用标定螺栓与高弹性刻度盘并配合传感器上盖的基准刻度线，可以方便地进行传感器性能的现场检验。

3．提高了传感器现场维护、检验的工作效率，保证了正常工作中测试、控制数据的准确性。

4．在常规工程测试中，可以方便地进行实验室与工程现场测试时的校验工作，如有差异可以及时进行修正，从而可以有效地排除测试误差提高测试精度。

5．使用方便，结构简单，提高工作效率，避免无谓的传感器送检工作与费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是传感器底座结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是锥形体结构示意图；

图5是圆弧板弹性体结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是传感器上盖结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是垫块结构示意图；

图10是标定螺栓与高弹性刻度盘结构示意图；

图11是图10的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种带有检验与校准机构的力传感器，由力载荷测试部件、标定检验部件和辅助部件组成，它包括传感器底座1、传感器外壳2、传感器上盖3、标定螺栓与高弹性刻度盘4、连接螺栓5、垫块6、圆弧板弹性体7、锥形体8、导线插座9。

一.力载荷测试部件：由传感器上盖3、垫块6、圆弧板弹性体7、锥形体8、传感器底座1等组成。用于力载荷的测试。其中：

（1）传感器底座1（图2、3）：支撑、安装传感器外壳2、圆弧板弹性体7、锥形体8、垫块6、标定螺栓与高弹性刻度盘4以及传感器上盖3的零件。见图1。

（2）传感器上盖3（图7、8）：用于传递载荷以及安装垫块6、标定螺栓与高弹性刻度盘4并与传感器底座1连接的零件。在标定螺栓的安装处周围开设有基准刻度线12。

（3）垫块6（图9）：将传感器上盖3承受的力载荷以及标定检验机构产生的力均匀地传递至锥形体8上。

（4）圆弧板弹性体7（图5、6）：其上粘贴有电阻应变片11，用于测试力载荷。圆弧板弹性体7为四块圆弧板组成，分为四个等分测力块。

（5）锥形体8（图4）：与圆弧板弹性体7配合连接，在力载荷的作用下使圆弧板弹性体7的四个等分测力块产生变形。

二. 标定检验部件：

（1）标定螺栓与高弹性刻度盘4（图10、11）：与传感器上盖3螺纹连接。其螺纹采用细牙螺纹。高弹性刻度盘上有角度线12用于判断螺栓的旋转角度。

（2）传感器上盖3（图7、8）：用于传递载荷以及安装垫块6、标定螺栓与高弹性刻度盘4并与传感器底座1连接的零件。

（3）垫块6（图9）：将传感器上盖3承受的力载荷以及标定检验机构产生的力均匀地传递至圆弧板弹性体7上。

三.辅助部件：

传感器上盖3与传感器底座1上的传感器外壳2用螺栓连接，其间设有弹性密封件。在传感器外壳2中部设有导线插座9，传感器外壳2上端开有安装连接孔10。

本发明的工作原理：

   在正常工作：传感器承受的力载荷通过上盖、垫块传递给垫块、圆弧板弹性体、锥形体以及传感器底座。在圆弧板弹性体、锥形体受力的相互作用下，由于锥形体的结构刚性远远大于圆弧板弹性体，因此可以认为基本变形都集中在锥套形弹性体的四个等分测力块上。在圆弧板弹性体的四个等分测力块上布置的电阻应变片同步感受变形而获得测试值。

标定检验工作：由于采用了螺纹结构，所以标定螺栓每旋转一圈即360度则产生一个螺距的直线位移 ，因此实际产生的直线位移为：

式中：

x—直线位移；p—螺距；n—旋转角度；

该直线位移模拟了传感器在受力过程中的弹性位移变形量。

由于在结构中标定螺栓的材料强度与结构刚性远大于圆弧板弹性体的四个等分测力块，因此旋转螺栓产生的直线位移影响将直接作用在圆弧板弹性体的四个等分测力块上，形成模拟的施加力载荷。在传感器的出厂前除了传感器进行整体标定外，还对相应旋转角度产生直线位移而引起的模拟测试力载荷进行标定。

因此在标定检验工作时，从***结构中取出传感器，用扳手转动标定螺栓，此时高弹性刻度盘跟随标定螺栓一起转动，参照传感器上盖的基准刻度线判断标定螺栓的旋转角度，并对照出厂指标可以方便地判定传感器的基本性能。

Claims (4)

1.一种带有检验与校准机构的力传感器，具有一个传感器底座(1)，一个传感器上盖(3)，其特征在于：所述传感器底座(1)上面安装有锥形体(8)，锥形体(8)上面安装有圆弧板弹性体(7)，锥形体(8)与圆弧板弹性体(7)配合连接，在力载荷的作用下使圆弧板弹性体(7)的四个等分测力块产生变形，所述圆弧板弹性体(7)上粘贴有电阻应变片(11)，用于测试力载荷；所述传感器上盖(3)通过垫块(6)连接圆弧板弹性体(7)，用于传递载荷给圆弧板弹性体(7)，传感器上盖(3)螺纹连接标定螺栓与高弹性刻度盘(4)。

2.根据权利要求1所述的带有检验与校准机构的力传感器，其特征在于：所述标定螺栓与高弹性刻度盘(4)上设有用于判断螺栓的旋转角度的基准刻度线(12)。

3.根据权利要求1所述的带有检验与校准机构的力传感器，其特征在于：所述传感器上盖(3)与传感器底座(1)上的传感器外壳(2)用螺栓连接，其间设有弹性密封件。

4.根据权利要求3所述的带有标定检验机构的力传感器，其特征在于：所述传感器外壳(2)中部设有导线插座(9)。