專利名稱：橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電梯重量載荷檢測與控制用橋式壓力傳感器，具體涉及一種橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器。
現(xiàn)有電梯載重檢測技術(shù)中，尚無適應(yīng)電梯安裝結(jié)構(gòu)的專用壓力傳感器，其均是使用其它行業(yè)的傳感器。在使用過程中由于接觸面積小相對活動，長期使用由于位置發(fā)生變化會產(chǎn)生較大誤差。在現(xiàn)有的橋式壓力傳感器的制造技術(shù)中，都是在一整塊合金體上，通過機(jī)械加工手段，加工成橋體，再通過真空熱處理使其成為恒彈性體，加工出很薄的彈性應(yīng)變敏感區(qū)，通過研磨、拋光，粘貼應(yīng)變片，進(jìn)行高溫固化，制造成橋式壓力傳感器。這種傳感器加工工藝復(fù)雜，難以控制，研磨、拋光、貼片工藝也很復(fù)雜，加工設(shè)備及成本投入高，不適于批量生產(chǎn)。目前，電梯行業(yè)一般采用圓柱式或圓桶式壓力傳感器，這種傳感器只能作為點(diǎn)受力，檢測平面受力至少需用3只或4只才能將平面支撐平穩(wěn)，由于傳感器使用數(shù)量多，造成成本較高，且圓柱式或圓桶式壓力傳感器抗側(cè)向力的性能很差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種制造工藝簡單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、堅(jiān)固耐用、安裝方便、成本低廉，適合批量生產(chǎn)的橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案如下一種橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，包括由上部的受力平面3、下部的安裝體4及連接該兩部分的中部連接體2構(gòu)成的“工”字型橋體1，所述安裝體4的兩側(cè)設(shè)置有安裝孔5，其特征在于所述安裝孔5內(nèi)設(shè)置有與之緊配合的應(yīng)變杯6，該應(yīng)變杯6底部的外端面8上粘貼有應(yīng)變片9。
上述橋體1底部可設(shè)置使之底部中間懸空的凹槽7。
上述應(yīng)變片9以采用45°斜角魚鱗式剪切應(yīng)變片為佳。
上述設(shè)置有應(yīng)變片9的應(yīng)變杯6可設(shè)置兩個(gè)或四個(gè)，與之對應(yīng)的安裝孔5亦對應(yīng)為兩個(gè)或四個(gè)。
上述應(yīng)變杯6的材質(zhì)以采用硬度高于橋體1的材質(zhì)硬度為佳。
附圖圖面說明如下

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型應(yīng)變杯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型受力分析示意圖；圖4為本實(shí)用新型受力及應(yīng)變片阻值變化的示意圖；圖5為本實(shí)用新型應(yīng)變杯的電阻被連成的電橋原理圖；圖6為本實(shí)用新型的另一應(yīng)變片的示意圖。
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述見圖1，本實(shí)用新型橋體可選用45#鋼材料，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理，以其硬度HB≥220～240為宜，應(yīng)變杯6可選用3Cr13鋼材料，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理，以其硬度HB≥247為宜，即選擇應(yīng)變杯6的硬度大于傳感器橋體1的硬度。對應(yīng)變杯6的底部外端面8進(jìn)行研磨、拋光，使其符合粘貼應(yīng)變片9的技術(shù)要求?？蛇x用45°斜角魚鱗式剪切應(yīng)變片，粘貼在經(jīng)研磨、拋光處理的應(yīng)變杯6的底部外端面8上，見圖2。應(yīng)變片9粘貼好后進(jìn)行高溫固化，焊出引線。用約500kg～1000kg的力將貼片后的應(yīng)變杯6平穩(wěn)地壓入傳感器橋體下部安裝體4上的安裝孔5內(nèi)，魚鱗式應(yīng)變片9的方向按圖3所示設(shè)置。當(dāng)橋體上部受力平面3承受壓力P時(shí)，壓力是由橋體的中部連接體2傳遞到下部，由于橋體底部中間為懸空凹橫7，在橋體應(yīng)變杯6安裝的斷面S1、S2處的剪切力分別為P1和P2，剪切力的合力恒等于壓力P，以S1斷面為例，根據(jù)力的分解，P1剪切力可分解為Pa、Pb兩個(gè)分力，見圖4,Pa分力使圖4中R1的阻值減小，對R2電阻不產(chǎn)生影響，Pb力使R2的阻值增大，對R1電阻不產(chǎn)生影響，同理，安裝在S2斷面處應(yīng)變杯6的電阻在P2剪切力作用下，同樣會出現(xiàn)電阻值增大和減小，將應(yīng)變杯6的電阻連接成圖5電橋，制成橋式專用傳感器，當(dāng)橋體1受壓力時(shí)，R1、R4電阻阻值減小，R2、R3電阻阻值增大，橋路a、b兩點(diǎn)的電壓輸出Vab與傳感器橋體1上所受的壓力P成正比，與傳感器橋體應(yīng)變杯6的斷面面積成反比，斷面積越大，單位面積的剪切應(yīng)力就越小，傳感器的量程越大；斷面積越小，單位面積的剪切應(yīng)力就越大，傳感器的量程越小，可以通過改變斷面積的大小來制造不同噸位的專用壓力傳感器，經(jīng)過計(jì)算及實(shí)測當(dāng)傳感器的剪切面每平方毫米承受1.25KG力時(shí)，產(chǎn)生Vab約為0.5mv/v。如采用圖6的應(yīng)變片則應(yīng)在橋體1前后兩側(cè)裝入四個(gè)應(yīng)變杯。本實(shí)用新型制造過程如下先將金屬體進(jìn)行熱處理，再將橋式傳感器的橋體1與應(yīng)變區(qū)分開加工。即單獨(dú)加工傳感器橋體1和恒彈性的應(yīng)變杯6，選擇兩種相互間配合極好的金屬材料，根據(jù)兩者間的硬度差和配合間隙，用較大力量將應(yīng)變杯6壓入橋體1實(shí)現(xiàn)緊固配合?？筛鶕?jù)電梯繩頭板的鋼絲繩的位置不同，加工出適合各種電梯使用的橋式傳感器。在研磨、拋光、貼片、高溫固化方面只對體積很小的應(yīng)變杯進(jìn)行加工，應(yīng)變片的導(dǎo)線連接都在橋體外進(jìn)行。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝簡便、性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長、安裝簡便、成本低廉，尤適于大規(guī)模批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，包括由上部的受力平面(3)、下部的安裝體(4)及連接該兩部分的中部連接體(2)構(gòu)成的“工”字型橋體(1)，所述安裝體(4)的兩側(cè)設(shè)置有安裝孔(5)，其特征在于所述安裝孔(5)內(nèi)設(shè)置有與之緊配合的應(yīng)變杯(6)，該應(yīng)變杯(6)底部的外端面(8)上粘貼有應(yīng)變片(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，其特征在于所述橋體(1)底部設(shè)置有使之底部中間懸空的凹槽(7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，其特征在于所述應(yīng)變片(9)為45°斜角魚鱗式剪切應(yīng)變片。
4.如權(quán)利要求1或2所述的橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，其特征在于所述設(shè)置有應(yīng)變片(9)的應(yīng)變杯(6)為兩個(gè)或四個(gè)，與之對應(yīng)的安裝孔(5)亦對應(yīng)為兩個(gè)或四個(gè)。
5.如權(quán)利要求3所述的橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器，其特征在于所述應(yīng)變杯(6)的材質(zhì)硬度高于橋體(1)的材質(zhì)硬度。
專利摘要一種橋式應(yīng)變片壓力檢測傳感器,包括由上部的受力平面、下部的安裝體及連接該兩部分的中部連接體構(gòu)成的“工”字型橋體,安裝體的兩側(cè)設(shè)置有安裝孔,安裝孔內(nèi)設(shè)置有與之緊配合的應(yīng)變杯,該應(yīng)變杯底部的外端面上粘貼有應(yīng)變片。本實(shí)用新型制造工藝簡單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、堅(jiān)固耐用、安裝方便、成本低廉,適合批量生產(chǎn)。
文檔編號G01L1/20GK2457585SQ0026149
公開日2001年10月31日 申請日期2000年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月25日
發(fā)明者朱富智 申請人:朱富智