CN218787860U - 一种力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种力传感器，涉及传感器技术领域。本实用新型包括弹性体、石英切片、应变计以及基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，其中，石英切片以及应变计依次设置于弹性体上，弹性体上开设有安装孔，石英切片以及应变计均通过安装孔安装在弹性体上。载荷作用至弹性体，弹性体发生形变，石英切片和应变计随弹性体同步变形，石英切片的表面因压电效应产生电荷，应变计阻值发生改变；基于压电原理的测量电路和基于应变式原理的测量电路分别输出跟载荷成比例的电信号，该装置具有基于两种不同效应的两种信号独立输出的功能，可满足各种场合的使用，两种信号可独立使用，也可相互补偿使用，保证传感器的测量准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及力传感器技术领域，具体为一种力传感器。
背景技术
力传感器是一种将力的量值转换为相应电信号的器件，力学量按作用方式主要分为静态力和动态力，对静态力的测量主要采用应变原理，对动态力的测量主要采用压电原理。应变原理测量动态力时准确度不高，压电原理无法满足静态力测量。工程领域往往需要两种测量方式同步进行，如汽车的轴重、汽车行驶时，轴重是一种动态力，汽车静止时、轴重是一种静态力。
实用新型内容
本实用新型提供了一种力传感器，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种力传感器，包括弹性体、石英切片、应变计以及基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，其特征在于：所述石英切片以及应变计依次设置于所述弹性体上。弹性体上开设有安装孔，所述石英切片以及应变计均通过所述安装孔安装在所述弹性体上。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弹性体根据使用场合受力的情况，可设置为悬臂梁结构、柱式结构、平行梁结构、固支梁结构方式。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述根据弹性体的受力结构、石英切片的压电效应方式包括以下任意之一：厚度受压、长度受压、平面切变型。
作为本实用新型的一种优选技术方案，由所述应变计组成的基于应变式原理的测量电路设置有零点补偿、零点温度补偿、线性补偿、灵敏度温度补偿或灵敏度补偿。
作为本实用新型的一种优选技术方案，由所述石英切片组成的基于压电效应的测量电路，设置有电荷放大器。
作为本实用新型的一种优选技术方案，基于所述石英切片压电原理的测量电路和基于所述应变计应变式原理的测量电路分别输出跟载荷成比例的电信号。两种信号的使用方式包括以下任意之一：独立使用，相互补偿使用。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种力传感器，具备以下有益效果：该力传感器，通过设置弹性体、石英切片以及应变计，车辆经过路面时，通过载荷作用部施加压力至弹性体，石英切片和应变计随着弹性体同步变形，通过石英切片和应变计配合基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，相较于常规的力传感器，该装置具有两种信号独立输出的功能，有效保证了测量精度，该装置结构精简，通用性高，对高速或低速状态下的车辆保持良好的称重效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的石英切片变形状态示意图；
图3为本实用新型的应变计变形状态示意图。
图中：1、弹性体；2、石英切片；3、应变计；4、弹性固定部；5、载荷作用部。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型公开了一种力传感器，包括弹性体1、石英切片2、应变计3以及基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，所述石英切片2以及应变计3依次设置于弹性体1上。所述弹性体1上开设有数量不少于一个的盲孔，所述石英切片2以及应变计3均通过盲孔安装与弹性体1上，盲孔的开设，方便了安装石英切片2和应变计3，还能消除弹性体1内部的内应力。
具体的，所述弹性体1的底部设置有一端向下突出的弹性固定部4，用于支撑所述弹性体1，所述弹性体1的顶部设置有载荷作用部5，用于承载来自车辆的压力，所述弹性体1与弹性固定部4组合呈L形设置，参阅图2和图3，车辆经过路面时，通过载荷作用部5施加压力至弹性体1，呈悬臂梁结构，发生弯曲变形，从而在45度方向上产生拉伸变形和135度方向上产生压缩变形。
在使用时，参阅图2和图3，安装好的一定切向的石英切片2后，车辆经过路面时，通过载荷作用部5施加压力至弹性体1，石英切片2会与弹性体1 同步变形，由于石英的压电效应，石英晶体Y面受压，在X面会出现电荷，电荷的多少满足石英的压电方程，经电缆，将电荷引至电荷放大器，形成测量信号，应变计3的丝栅同样会弹性体1与弹性体1同步变形，45度方向丝栅收拉变长，电阻值变大，135度方向丝栅收压，电阻值变小，则由应变计3 组成的电桥输出电压会发生改变，形成测量信号，通过上述完成对该装置的操作。
综上所述，该力传感器，通过设置弹性体1、石英切片2以及应变计3，车辆经过路面时，通过载荷作用部5施加压力至弹性体1，石英切片2和应变计3随着弹性体1同步变形，通过石英切片2和应变计3配合基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，相较于常规的力传感器，该装置具有两种信号独立输出的功能，有效保证了测量精度，该装置结构精简，通用性高，对高速或低速状态下的车辆保持良好的称重效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种力传感器，包括弹性体(1)、石英切片(2)、应变计(3)以及基于应变式原理的测量电路和基于石英压电原理的测量电路，其特征在于：所述石英切片(2)以及应变计(3)依次设置于所述弹性体(1)上；所述弹性体(1)上开设有安装孔，所述石英切片(2)以及应变计(3)均通过所述安装孔安装在所述弹性体(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)根据使用场合受力的情况，设置为悬臂梁结构、柱式结构、平行梁结构或固支梁结构方式。
3.根据权利要求1所述的一种力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)的受力结构、石英切片(2)的压电效应方式包括以下任意之一：厚度受压、长度受压、平面切变型。
4.根据权利要求1所述的一种力传感器，其特征在于：由所述应变计(3)组成的基于应变式原理的测量电路设置有零点补偿、零点温度补偿、线性补偿、灵敏度温度补偿、灵敏度补偿。
5.根据权利要求1所述的一种力传感器，其特征在于：由所述石英切片(2)组成的基于压电效应的测量电路，设置有电荷放大器。
6.根据权利要求1所述的一种力传感器，其特征在于：基于所述石英切片(2)压电原理的测量电路和基于所述应变计(3)应变式原理的测量电路分别输出跟载荷成比例的电信号。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220747807.1U CN218787860U (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202220747807.1U CN218787860U (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种力传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN218787860U true CN218787860U (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86505040
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220747807.1U Active CN218787860U (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种力传感器 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-03-31 CN CN202220747807.1U patent/CN218787860U/zh active Active
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