[发明专利]中心孔型称重传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种称重传感器，并针对该中心孔型称重传感器的中心部贯穿孔的穿设、与施加负重对应的电信号的获得进行了详细的说明。

背景技术

这类称重传感器(也被称为load cell负重单元)，有圆筒状变形部分类型和圆板状变形部分类型两种。

如图21所示，圆筒状变形部分类型部件具有，纵剖面大致成I字形的圆筒状负重施加部分101，在其中央形成圆筒状变形部分102，变形部分102的外圆周面在大致中央部位，贴附测量压缩变形(或拉伸变形，以下相同)用的应变片103。

如图，称重传感器的外圆周面的上下部分延伸出环形凸缘104、105，其前端是密封板106。

这种结构的称重传感器在实际使用的时候，将负重施加部分101对面侧的底面，安置在固定底座107上，图中省略的被测物体则安置或固定在负重施加部分101的上侧面上。

被测物体向负重施加部分101的上面施加负重，变形部分102在负重施加方向产生压缩变形，负重施加方向的垂直方向产生拉伸变形。此时的压缩和拉伸变形由各个应变片103进行测量。

这种结构的圆筒状称重传感器(根据形状也被称为中心孔型称重传感器)根据负重施加面的状态，测量结果会产生巨大变化。除了这个缺点外，当向负重施加部分101施加偏向的负重时，桥电路得出的输出值会显示出很大的非线性，影响测量值的可信性。

为了改善这种非线性，在专利文件1(特开平9-33366号公报)提出了负重单元和负重单元秤。

即专利文件1中提到的，固定支撑部分和可动支持部分由一对上 下相对的梁连接，而且在上述梁的上下对称有4处切削形成的较薄部分，产生一对第一变形体和第二变形体，这个第一变形体的可动支撑部分与第二变形体的固定支撑部分在水平面内连接形成近似于U字形的负重单元结构。

上述第一变形体的固定支撑部分固定在主体基座上，上述第二变形体的可动支撑部分与称量皿连接，上述负重单元构造体的上、下任一面的4个变形部位都贴附应变片。

先将这些应变片用电路连接，贴附在4处变形部位的应变片的变形输出值总和，通过桥电路输出。沿变形体的幅度方向，在4处变形部位的每一处贴附一对上述应变片。在第一变形体的2处变形部位的2对应变片组成第一桥电路、在第二变形体的2处变形部分的2对应变片组成第二桥电路，将第一桥电路的输出值、第二桥电路桥的输出值的累加值作为总变形量输出，构成提出的负重单元秤。

另外，负重单元输出的非线性负重信号的补偿后，输出线性负重信号的负重单元的线性补偿方法以及有线性补偿功能的负重单元，在专利文件2(特开平9-311083号公报)提出。

专利文件2中提到的是由变形柱上的应变片组成的桥电路和多段补偿计算电路组成，具有线性补偿功能的负重单元。其中的多段补偿计算电路，将贴附在变形体上的应变片组成的桥电路的输出端输出的，与上述变形体上加载的负重信号非线性关系的信号的输出范围分成多个输出范围段，并在这些输出范围段内分别设定，当输入上述输出范围段内的上述负重信号时，对负重信号进行线性补偿，并输出补偿后的线性信号。

专利文件1，特开平9-33366号公报

专利文件2，特开平9-311083号公报

发明内容

但是在专利文件1中的负重单元，使用了类似罗伯威尔机构的第一变形体和第二变形体。因为这个第一变形体的可动支撑部分和第二变形体的固定支撑部分在水平面内连接，形成近似U字形结构的负重单元构造，第一、第二变形体的长的方向上施加偏向负重时不良影响 可以抵消。第一、第二变形体垂直方向上施加偏向负重时则很难进行充分的线性补偿。另外，因为上述U字形结构的负重单元构造，加工麻烦、向被测物体的安放也麻烦、还有因为第一、第二变形体的连接，很难实现小型化，这些都是问题。

另一方面，专利文件2中的负重单元，并没有对负重单元本身进行改进，而是使用了多段补偿电路，使得电路结构复杂化，导致成本上升。

本发明根据上述问题提出，

第一目的，提供高精度负重测量的中心孔型称重传感器。应变片测量输出值与加载负重的变化对应成线性关系，特别是在偏向负重时，无灵敏度误差的同时很好的改善非线性问题。

第二目的，提供可以进行安全稳定测量的中心孔型称重传感器。被测物体与负重导入部接触良好。

第三目的，提供机械加工比较容易、可实现小型化的中心孔型称重传感器。