一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，包括輸出軸，四個(gè)按對稱結(jié)構(gòu)分布連接在輸出軸上的彈性體組件和安裝于輸出軸內(nèi)部的放大器組件組成。本實(shí)用新型的彈性體具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸出靈敏度高、機(jī)械加工、熱處理容易等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型一方面對彈性體的應(yīng)變值具有放大作用，另一方具有將除扭矩外的其它載荷所產(chǎn)生的應(yīng)變進(jìn)行去耦的功能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測，本實(shí)用新型與公知的應(yīng)變型扭矩傳感器做對比，其綜合精度提高明顯。具體參數(shù)如下：單路加載精度≤0.5％F.S.；復(fù)合加載精度≤1.5％F.S.。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)維間耦合的自動消除，減小其對彈性體工作區(qū)帶來的不利影響，提高傳感器的綜合精度。
【專利說明】
一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電子感測衡器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗耦性強(qiáng)、綜合精度高的應(yīng)變型扭矩傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)變型傳感器是目前國內(nèi)外使用最多的一種扭矩傳感器。它采用在旋轉(zhuǎn)軸表面貼應(yīng)變片的傳統(tǒng)方法，利用適當(dāng)?shù)碾娐啡〉眯盘?，然后進(jìn)行分析處理，此種傳感器廣泛使用在靜態(tài)和低速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭矩測量上。但目前公知的應(yīng)變型扭矩傳感器存在抗耦合性能差，在受到復(fù)合載荷作用時(shí)，其測量精度將大幅度下降，無法滿足使用要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種抗耦性強(qiáng)、綜合精度高的具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，包括輸出軸(I)、彈性體組件(2)、放大器組件(3)三部分，彈性體組件(2)由彈性體(21)和應(yīng)變片(22)組成，彈性體(21)具有對稱結(jié)構(gòu)，彈性體(21)上設(shè)有應(yīng)變片(22)，放大器組件(3)由放大器殼體(32)和接插件(31)組成，放大器殼體(32)上設(shè)有接插件(31)，所述的彈性體組件(2)共有四個(gè)，輸出軸(I)外部四周設(shè)有彈性體組件(2)，每兩個(gè)彈性體組件(2)的夾角為90度，整體呈對稱結(jié)構(gòu)分布，放大器組件(3)呈半圓型，輸出軸(I)內(nèi)部設(shè)有放大器組件(3)，彈性體組件(2)上的應(yīng)變片(22)通過導(dǎo)線與放大器組件(3)中接插件(31)連接。
[0006]彈性體組件(2)的彈性體(21)與輸出軸(I)通過銷釘配合，采用焊接形式連接。
[0007]放大器組件(3)的接插件(31)通過螺紋連接固定在放大器殼體(32)上，放大器殼體(32)通過螺紋連接安裝于輸出軸(I)內(nèi)部。
[0008]所述每個(gè)彈性體(21)最大應(yīng)變區(qū)內(nèi)粘貼有兩個(gè)應(yīng)變片(22)，八個(gè)應(yīng)變片(22)組成惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果如下所述:
[0010]1、本實(shí)用新型中彈性體組件中采用了基于應(yīng)力集中理論所設(shè)計(jì)的對稱結(jié)構(gòu)彈性體，彈性體組件結(jié)構(gòu)如圖3所示。該結(jié)構(gòu)的應(yīng)變區(qū)域集中在彈性體中心位置。當(dāng)結(jié)構(gòu)受載時(shí)彈性體扭轉(zhuǎn)變形，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變?yōu)楣ぷ餍枰?，屬剪?yīng)力型傳感器。
[0011]該彈性體具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸出靈敏度高、機(jī)械加工、熱處理容易等優(yōu)點(diǎn)。
[0012]2、本實(shí)用新型中四個(gè)彈性體組件呈對稱方式安裝于輸出軸表面，其安裝角度如圖5所示。四個(gè)彈性體上共粘貼有八個(gè)應(yīng)變片，八個(gè)應(yīng)變片組成惠斯通電橋，其接橋方式如圖6所示。該接橋方式一方面對彈性體的應(yīng)變值具有放大作用，另一方具有將除扭矩外的其它載荷所產(chǎn)生的應(yīng)變進(jìn)行去耦的功能。
[0013]經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測，本實(shí)用新型與公知的應(yīng)變型扭矩傳感器做對比，其綜合精度提高明顯。具體參數(shù)如下:單路加載精度< 0.5 % F.S.;復(fù)合加載精度< 1.5 % F.S.。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1的俯視圖。
[0016]圖3是3彈性體組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是放大器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是彈性體組件安裝位置示意圖。
[0019]圖6是本實(shí)用新型的電橋結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖對本【實(shí)用新型內(nèi)容】做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實(shí)施例。
[0021]參見附圖1、2，本實(shí)用新型所述的具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器由輸出軸
1、四個(gè)彈性體組件2和放大器組件3三個(gè)部分組成，彈性體組件2由彈性體21和應(yīng)變片22組成，彈性體21具有對稱結(jié)構(gòu)，彈性體21上設(shè)有應(yīng)變片22，放大器組件3由放大器殼體32和接插件31組成，放大器殼體32上設(shè)有接插件31，所述的彈性體組件2共有四個(gè)，輸出軸I外部四周設(shè)有彈性體組件2，每兩個(gè)彈性體組件2的夾角為90度，整體呈對稱結(jié)構(gòu)分布，彈性體組件2的彈性體21與輸出軸I通過銷釘配合，采用焊接形式連接。放大器組件3呈半圓型，輸出軸I內(nèi)部設(shè)有放大器組件3，放大器組件3的接插件31通過螺紋連接固定在放大器殼體32上，放大器殼體32通過螺紋連接安裝于輸出軸I內(nèi)部。彈性體組件2上的應(yīng)變片22通過導(dǎo)線與放大器組件3中接插件31連接。
[0022]本實(shí)用新型彈性體組件2的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括彈性體21和應(yīng)變片22，彈性體21具有對稱結(jié)構(gòu)，所述每個(gè)彈性體21最大應(yīng)變區(qū)內(nèi)粘貼有兩個(gè)應(yīng)變片22，八個(gè)應(yīng)變片22組成惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。
[0023]本實(shí)用新型放大器組件3的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由放大器殼體32和接插件31兩部分組成。
[0024]本實(shí)用新型彈性體組件2在輸出軸I上的安裝位置如圖5所示。
[0025]本實(shí)用新型電橋的接橋方式如圖6所示。
[0026]本實(shí)用新型產(chǎn)品的制作步驟為:
[0027]1、將已加工處理的彈性體21工作表面進(jìn)行清洗、打磨、劃線、刷膠等工藝步驟后將敏感應(yīng)變片22粘貼于處理表面。
[0028]2、彈性體組件2鑲嵌在輸出軸I表面，通過銷釘定位，采用焊接方式連接。
[0029 ] 3、放大器組件3通過螺釘連接安裝在輸出軸I內(nèi)部。
[0030] 4、利用導(dǎo)線將八個(gè)敏感應(yīng)變片22構(gòu)成的電阻町、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8組成惠斯通橋路，再與接插件31完成電氣連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，其特征在于:包括輸出軸(I)、彈性體組件(2)、放大器組件(3)三部分，彈性體組件(2)由彈性體(21)和應(yīng)變片(22)組成，彈性體(21)具有對稱結(jié)構(gòu)，彈性體(21)上設(shè)有應(yīng)變片(22)，放大器組件(3)由放大器殼體(32)和接插件(31)組成，放大器殼體(32)上設(shè)有接插件(31)，所述的彈性體組件(2)共有四個(gè)，輸出軸(I)外部四周設(shè)有彈性體組件(2)，每兩個(gè)彈性體組件(2)的夾角為90度，整體呈對稱結(jié)構(gòu)分布，放大器組件(3)呈半圓型，輸出軸(I)內(nèi)部設(shè)有放大器組件(3)，彈性體組件(2)上的應(yīng)變片(22)通過導(dǎo)線與放大器組件(3)中接插件(31)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，其特征在于:彈性體組件(2)的彈性體(21)與輸出軸(I)通過銷釘配合，采用焊接形式連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，其特征在于:放大器組件(3)的接插件(31)通過螺紋連接固定在放大器殼體(32)上，放大器殼體(32)通過螺紋連接安裝于輸出軸(I)內(nèi)部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自去耦功能的應(yīng)變型扭矩傳感器，其特征在于:所述每個(gè)彈性體(21)最大應(yīng)變區(qū)內(nèi)粘貼有兩個(gè)應(yīng)變片(22)，八個(gè)應(yīng)變片(22)組成惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01L3/00GK205449358SQ201521110135
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】屈文軒, 高波, 楊靜, 吳亞男, 杜咪
【申請人】陜西電器研究所