專利名稱：雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，尤其適用于線狀、 繩狀、束狀、條子、片狀物料，如紗線、纖維條、電線電纜，光纖光纜、紙 張、碳纖維、鋼板、磁帶、塑料薄膜等物料在運(yùn)動(dòng)中受力的檢測(cè)和傳感。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的力傳感器常采用的力變換彈性元件又有以下幾種等截面圓柱形 式、圓環(huán)形式、等截面薄板形式、懸臂梁形式和扭轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)形式。
等截面圓柱形式根據(jù)其縱向截面的形狀分為實(shí)心和空心兩種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，加工方便，可承受較大的負(fù)荷，實(shí)心形式可測(cè)大于10kN的力，空心形式
只能測(cè)1 10kN的力。
圓環(huán)形式與圓柱形式相比輸出位移量大，因而靈敏度高，適用于測(cè)定較 小力值，但工藝可加工性羞，制作時(shí)不易達(dá)到應(yīng)有的精度，測(cè)定時(shí)各變形部 位的應(yīng)力不均勻。
等截面薄板形式又稱膜片形式，其結(jié)構(gòu)和作用原理是將膜片邊緣固定， 在膜片的一面受力時(shí)產(chǎn)生彎曲變形，由此產(chǎn)生徑向和切向應(yīng)變，測(cè)出作用力 的大小。
懸臂梁形式為一端固定， 一端自由的彈性元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，
適予測(cè)力范圍1 5kN。
扭轉(zhuǎn)軸形式專門(mén)用于測(cè)量扭矩，用來(lái)制作扭矩傳感器，把扭矩變換成角位移并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
2005100240190中國(guó)發(fā)明專利涉及"自動(dòng)檢測(cè)裝置的力傳感器"； 200710045538.4中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)涉及"雙傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感 器"，其特征是采用兩端固定在平板上的一塊等截面彈性片， 一根緊貼彈性片 的扭轉(zhuǎn)軸，彈性片和扭轉(zhuǎn)軸由一固定片夾持而相互固定；扭轉(zhuǎn)軸的一端為檢 測(cè)端，檢測(cè)端設(shè)置被測(cè)物料的傳導(dǎo)部件，扭轉(zhuǎn)軸的另一端為輸出端，輸出端 固定有磁性片，磁性片中固定有傳感器的信號(hào)輸出元件；檢測(cè)端和輸出端可 位于彈性片的兩側(cè)或同側(cè)，位于同一側(cè)時(shí)，在另一側(cè)設(shè)置平衡片，以保持靜 態(tài)條件下扭轉(zhuǎn)軸兩端平衡；被測(cè)物料的張力變化能以磁場(chǎng)變化后呈電壓線性 變化的信號(hào)輸出，從而反映出被測(cè)物體的張力變化；但由于溫度的影響，使 檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生漂移，從而影響檢測(cè)效果和動(dòng)態(tài)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用；雙傳感器自動(dòng) 互補(bǔ)形式的張力傳感器的應(yīng)用，能克服溫度變化對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，但在雙 傳感器配對(duì)、調(diào)試、安裝及位置固定封裝的一致性要求很難令人滿意，傳感 器輸出信號(hào)在固化后的偏羞，要經(jīng)過(guò)多次的調(diào)整，從而遣成應(yīng)用上的不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在上述2Q的W股鄰19Q號(hào)專利及2W71W455^，4號(hào)專利 技術(shù)的基礎(chǔ)上作了多項(xiàng)改進(jìn)，提供一種新結(jié)構(gòu)的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式 的張力傳感器。
本發(fā)明的特征是采用兩端固定在平板上的一塊等截面彈性片， 一根緊貼 彈性片的扭轉(zhuǎn)軸，彈性片和扭轉(zhuǎn)軸由固定片夾持而相互固定。扭轉(zhuǎn)軸的一端 為檢測(cè)端，，檢測(cè)端設(shè)置被測(cè)物料的傳導(dǎo)部件，物料經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)部件后與檢測(cè)端 的側(cè)面形成一個(gè)包圍角，另一端為輸出端，輸出端固定有磁性片，磁性片中固定有雙組份磁敏傳感器的信號(hào)輸出元件；雙組份磁敏傳感器的組成，對(duì)原 有的傳感器作了重大改進(jìn)，既將兩個(gè)磁敏元件組合在一快芯片上，這一發(fā)明 不但消除了溫度的影響，使輸出信號(hào)增大，性能更穩(wěn)定，按裝調(diào)試更方便的
^^點(diǎn)。
輸出端和檢測(cè)端可以位于上述彈性片的兩測(cè)，也可以位于彈性片的同一 側(cè)。在位于同一側(cè)時(shí)，為了保持靜態(tài)條件下扭轉(zhuǎn)軸兩端的平衡，可在扭轉(zhuǎn)軸 的一側(cè)或另一側(cè)設(shè)置平衡片。輸出端的雙組份傳感器，可設(shè)置在彈性片的一 惻或兩側(cè)，平衡片的設(shè)置可根據(jù)彈性片兩側(cè)的重力平衡進(jìn)行設(shè)置。
對(duì)磁性體的設(shè)置，由原來(lái)的開(kāi)放式，又增加了磁力集中器的多種結(jié)構(gòu)形 式;用低碳鋼、軟鋼制成的磁力集中器，對(duì)磁性片迸行屏敝和極靴，能改善 外界干擾，從而使被測(cè)張力更精確、更穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)形式也有多種設(shè)置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，被測(cè)物料的張力變化能以磁場(chǎng)變化 后呈龜壓線性變化的形式輸出，不愛(ài)重力影響；在護(hù)套上、下端設(shè)定的限位 保護(hù)支點(diǎn)，解決了傳感暴過(guò)載和欠載的影響，特別是釆用了雙綴份傳感暴自 動(dòng)互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)形式，使性能更穩(wěn)定，使用更方便，張為傳感器結(jié)構(gòu)更緊湊。


附圖1為檢測(cè)端和輸出端位于彈性片兩側(cè)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為 檢測(cè)端和輸出端位于彈性片同側(cè)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1、圖2中檢 測(cè)端A點(diǎn)在測(cè)試時(shí)的受力情況示意圖；圖4為圖K圖2中檢測(cè)端A點(diǎn)在測(cè) 試時(shí)另一種受力情況示意圖；圖5、圖6、圖7、圖8、圖ll為圖l、圖2中 檢測(cè)端B點(diǎn)的幾種測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖1、圖2、中檢測(cè)端A點(diǎn)為對(duì)片 狀物料的受力情況示意圖；圖10為信號(hào)輸出元件設(shè)置在彈性片兩側(cè)所用磁性片為雙頭磁性片的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖12、圖13為磁力集中器對(duì)磁性片進(jìn)行屏敝 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14、圖15為單磁性體采用極靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16、圖 17為兩組雙組份傳感器采用單磁性片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為單組雙組份傳感 器采用雙頭磁性片極靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為雙組雙傳感器分別采用雙頭磁 性片極靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為A點(diǎn)或B點(diǎn)對(duì)過(guò)載或欠載設(shè)置保護(hù)支點(diǎn)結(jié)構(gòu) 示意圖。圖中
l.彈性片；2.扭轉(zhuǎn)軸；3.固定平板；4.磁性片；5.物料傳導(dǎo)部件；6.雙組份 傳感器1 7.被測(cè)物料；8.固定片；9.平衡片；IO.護(hù)套；ll.支點(diǎn)；12.散熱片； 13.極靴；14.緊固件；15.屏敝罩；16.連接件。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
彈性片1為金屬薄片，選用不同彈性摸量材料、不同寬度、不同高度或 不同厚度的彈性片l時(shí)，可改變測(cè)力范圍，分辨力大小及彈性片1的變形量， 由此達(dá)到對(duì)動(dòng)態(tài)線性輸出和分辨率的要求。
扭轉(zhuǎn)軸2上的檢測(cè)端和輸出端可以位于彈性片1的兩側(cè)或同側(cè)，位于同 側(cè)時(shí)，為保持靜態(tài)條件下扭轉(zhuǎn)軸2的兩端平衡，可在扭轉(zhuǎn)軸2的另一側(cè)設(shè)置
平衡片9，平衡片9可根據(jù)需要選用不同規(guī)格的螺母或其他構(gòu)件。
改變檢測(cè)端檢測(cè)點(diǎn)A和B與彈性片之間的距離可改變動(dòng)態(tài)量程的大小。
在護(hù)套IO的上、下端設(shè)定限位支點(diǎn)11，對(duì)傳感器的過(guò)載、欠載有了保護(hù)；
在化纖FDY、 DTY超高速紡絲中，對(duì)摩擦產(chǎn)生的熱量，設(shè)置了散熱片12的裝 置后，使超高速檢測(cè)更穩(wěn)定可靠。
輸出端的磁性片4可以是單頭或雙頭，改變磁性片4的強(qiáng)度、間距可調(diào)整測(cè)力范圍或分辨力的大小;角低碳鋼和軟鋼對(duì)磁性片4進(jìn)行屏敝和極靴13, 能提高輸出信號(hào)和抗干擾能力。
在線檢測(cè)過(guò)程中，在力F的作用下，運(yùn)動(dòng)物料的張力會(huì)有波動(dòng)，扭轉(zhuǎn)軸2 檢測(cè)端受力變化，并通過(guò)扭轉(zhuǎn)軸2緊貼緊固在一起的彈性片1的作用發(fā)生扭 轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)軸2的輸出端發(fā)生相應(yīng)的位移，由此引起磁場(chǎng)的變化，雙組份磁敏 傳感器6溫度系數(shù)的自動(dòng)互補(bǔ)，消除了溫度對(duì)在線檢測(cè)張力的影響，并以電 壓線性變化的形式輸出，由此反映被測(cè)物料的張力變化，兩組雙組份磁敏傳 感器6的應(yīng)用使性能更穩(wěn)定，檢測(cè)效果更佳。
權(quán)利要求
1.雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在于包括兩端固定在固定平板(3)上的一塊等截面彈性片(1)，一根緊貼彈性片(1)的扭轉(zhuǎn)軸(2)，彈性片(1)和扭轉(zhuǎn)軸(2)由固定片(8)夾持而相互固定；扭轉(zhuǎn)軸(2)的一端為檢測(cè)端，檢測(cè)端設(shè)置被測(cè)物料的傳導(dǎo)部件(5)，扭轉(zhuǎn)軸(2)的另一端為輸出端，雙輸出端固定有單頭或雙頭磁性片(4)，每組磁性片(4)中固定有雙組份傳感器(6)的信號(hào)輸出元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在 于所述雙組份傳感器(6)是由兩個(gè)磁敏傳感器組合在一體的結(jié)構(gòu)形式，每 個(gè)檢測(cè)部位用一至兩個(gè)雙組份傳感器(6)，可設(shè)置在彈性片(1)的一側(cè)或 兩側(cè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在 于所述雙組份傳感器(6)的磁性片(4)為單頭或雙頭的結(jié)構(gòu)形式。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在于 所述磁性片(4)為開(kāi)放式、屏敝式或極靴式磁力集中器的多種結(jié)構(gòu)形式。
5. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在 于所述檢測(cè)端和輸出端位于彈性片(1)的同一側(cè)或兩側(cè)時(shí)，扭轉(zhuǎn)軸(2) 兩邊的平衡設(shè)有平衡片(9)。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在 于在檢測(cè)端扭轉(zhuǎn)軸(2)的護(hù)套(10)的上端和下端設(shè)定限位過(guò)載或欠載保: 護(hù)支點(diǎn)(11)。
7. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在 于所述檢測(cè)端的扭轉(zhuǎn)軸(1)上可設(shè)定散熱裝置(12)。
8. 如權(quán)利要求1所述的雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，其特征在于 所述檢測(cè)端A點(diǎn)的傳動(dòng)有固定式和滾動(dòng)式結(jié)構(gòu)形式。
全文摘要
涉及雙組份傳感器自動(dòng)互補(bǔ)形式的張力傳感器，特征是采用兩端固定在平板上的一塊等截面彈性片，一根緊貼彈性片的扭轉(zhuǎn)軸，彈性片和扭轉(zhuǎn)軸由一固定片夾持而相互固定；扭轉(zhuǎn)軸的一端為檢測(cè)端，檢測(cè)端設(shè)置被測(cè)物料的傳導(dǎo)部件，另一端為輸出端，輸出端固定有磁性片，每組磁性片中固定有雙組份傳感器的信號(hào)輸出元件。檢測(cè)端和輸出端可位于彈性片的兩側(cè)或同側(cè)，位于同一側(cè)時(shí)，在另一側(cè)設(shè)置平衡片，以保持靜態(tài)條件下扭轉(zhuǎn)軸兩端平衡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，被測(cè)物料的張力變化能以磁場(chǎng)變化后電壓線性變化的信號(hào)輸出，特別是采用了雙組份傳感器對(duì)溫度影響互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)形式，磁性體的屏敝，使輸出信號(hào)更強(qiáng)，測(cè)定結(jié)果更精確，實(shí)時(shí)。
文檔編號(hào)G01L5/04GK101672709SQ200910196229
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者蓉 楊, 楊金保, 鄭一陽(yáng) 申請(qǐng)人:上海貴寶機(jī)電有限公司;楊金保;楊 蓉