專利名稱：電阻應(yīng)變式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種電阻應(yīng)變式傳感器。
目前，在電阻應(yīng)變式傳感器中，人們最常見的是，應(yīng)變片貼在圓柱體上所構(gòu)成的傳感器，其不足之處是該傳感器的體積大、功能單一、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、加工制作較難。
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠很靈敏地感受力和(或)扭矩的傳感器，尤其是三維力和一維扭矩的傳感器，該傳感器制作和測量都很方便。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的電阻應(yīng)變式傳感器由中空的矩形框架的頂壁和(或)每一側(cè)壁的中心線上分別貼有至少一枚應(yīng)變片構(gòu)成。
所述框架的頂壁為內(nèi)頂壁，所述內(nèi)頂壁中心線上的應(yīng)變片為2枚。所述框架每一側(cè)壁上縱中心線底端貼有2枚互相對稱的應(yīng)變片，所述應(yīng)變片的縱軸與框架側(cè)壁的縱中心線一枚相互重合，另一枚為45°夾角。所述中空的矩形框架鄰接有另一中空的矩形框架，該框架的每一側(cè)壁中心線上貼有互相對稱的至少1枚應(yīng)變片，兩個(gè)框架的中空方向互為90°角。所述頂壁上的應(yīng)變片的長度最好小于框架所在面邊長的1/12，所述框架側(cè)壁上的應(yīng)變片的長度最好小于框架所在面邊長的1/3。所述中空的矩形框架為金屬型材。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1是本實(shí)用新型傳感器第一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型傳感器第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型傳感器第三種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖4是花式應(yīng)變片結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中，框架1和2是中空的截面為矩型的框架，框架可以是一次成形，如鑄造或銑加工等，也可采用現(xiàn)有的金屬型材。本實(shí)施例使用的框架是由一段長15毫米，外截面為15×15毫米，內(nèi)截面為12×12毫米的中空方形鋁合金型材做成的立方塊。在框架1的內(nèi)頂壁中心線兩端及內(nèi)側(cè)壁中心線底端各貼兩枚應(yīng)變片A、B和C、D。當(dāng)然，應(yīng)變片也可貼在外頂壁和外側(cè)壁上，也可以內(nèi)外都貼。應(yīng)變片也可以貼多枚，根據(jù)需要而定。通過材料力學(xué)的計(jì)算證明A、B兩片只感受作用在支架頂面上的力的垂直分量，Z所指示的方向，不感受其水平分量；而C、D兩片則只感受該作用力的水平分量中的y方向分量，不感受其垂直分量及作用點(diǎn)的位置。這種布片方式較好地隔斷了垂直與水平分量之間的耦合?？蚣?在其內(nèi)側(cè)壁與C、D片相同的位置上，貼E、F兩枚應(yīng)變片，以感受該作用力的x方向的與y方向90°方向的水平分量。由圖可看出，下部框架2與上部框架1固定在一起組成三維力傳感器。應(yīng)變片連接有導(dǎo)線。所述框架1和2并列固定在一起也可構(gòu)成三維力傳感器。為了增加測扭矩的功能，在框架1或(和)2的側(cè)壁的應(yīng)變片上可加貼應(yīng)變片，所加貼的應(yīng)變片的縱軸與框架垂直軸為45°夾角。例如應(yīng)變片G、H。應(yīng)變片G、H和E、F也可以做成一體，即花式應(yīng)變片，如圖4所示。為了消除附加力矩對C、D或(和)E、F的影響，在框架側(cè)壁中心線的上端，最好還加貼應(yīng)變片M、N或(和)K、L。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于測重量、力、壓力、扭矩等。它的優(yōu)點(diǎn)是1.靈敏度高、線性度好。
2.結(jié)構(gòu)簡單，貼應(yīng)變片時(shí)易于精確定位，且便于對測量誤差進(jìn)行修正。
3.易于加工制作，節(jié)省了制作成本。
4.功能多，貼有縱軸與框架垂直軸為45°夾角的應(yīng)變片，使本實(shí)用新型的傳感器可用于測扭矩。
5.采用型材作為支架，不僅有利于準(zhǔn)確地將應(yīng)變片貼在適宜的位置上、操作方便，而且型材價(jià)廉易得，降低了制造傳感器的成本。
權(quán)利要求1.一種電阻應(yīng)變式傳感器，由支架上貼有接有引線的應(yīng)變片構(gòu)成，其特征是，所述支架為中空的矩形框架，在該框架的頂壁和(或)每一側(cè)壁的中心線上分別貼有至少一枚應(yīng)變片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征是，所述框架的頂壁為內(nèi)頂壁，所述內(nèi)頂壁中心線上的應(yīng)變片為2枚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征是，所述框架每一側(cè)壁上的縱中心線底端貼有2枚互相對稱的應(yīng)變片，所述應(yīng)變片的縱軸與框架側(cè)壁的縱中心線一枚相互重合，另一枚為45°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征是，所述中空的矩形框架鄰接有另一中空的矩形框架，該框架的每一側(cè)壁中心線上貼有互相對稱的至少1枚應(yīng)變片，兩個(gè)框架的中空方向互為90°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征是，所述頂壁上的應(yīng)變片的長度小于框架所在面邊長的1/12，所述框架側(cè)壁上的應(yīng)變片的長度小于框架所在面邊長的1/3。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其特征是，所述中空的矩形框架為金屬型材。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電阻應(yīng)變式傳感器，它由中空的矩形框架的頂壁和(或)每一側(cè)壁的中心線上貼有至少一枚應(yīng)變片構(gòu)成。所述中空矩形框架還可以鄰接另一中空的矩形框架，該框架的每一側(cè)壁中心線上貼有互相對稱的至少1枚應(yīng)變片，兩個(gè)框架的中空方向互為90°角。本實(shí)用新型體積小、靈敏度高、加工制作容易，可廣泛應(yīng)用于測重量、力、壓力、扭矩等，還可同時(shí)測三維力及一維扭矩。
文檔編號G01D5/12GK2268249SQ96209459
公開日1997年11月19日 申請日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月17日
發(fā)明者霍鳴 申請人:霍鳴