[发明专利]具有偏载隔离功能的测力称重传感器及其隔离测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测力称重传感器，尤其涉及了具有偏载隔离功能的测力称重传感器及其隔离测量方法。

背景技术

测力称重传感器广泛的应用于工业、国防领域，主要用作各类电子衡器及生产过程控制设备的核心部件，其性能好坏直接影响到力值计量或控制的准确性。偏载力干扰影响或力值测量的方位误差是测力传感器最重要的技术指标，也是高精度测力传感器必须具备的条件。高精度测力传感器主要用于力标准机检定、高精度电子吊秤的核心部件及其它测量复现性要求较高场合。由于测力传感器在使用的过程中，力作用点不可避免的会存在偏心影响，对于普通测力传感器，当作用力P偏离中心轴线时，由于存在等效弯矩的作用，传感器贴片区的应变必然发生变化，从而引起测量误差。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种具有偏载隔离功能的测力称重传感器及其隔离测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

具有偏载隔离功能的测力称重传感器，包括弹性体和组成电桥的应变片，所述的弹性体包括变形控制体和设置在变形控制体内的变形测量区，变形测量区包括贴片区、分别设置在贴片区上下端的刚性过渡区和与刚性过渡区连接的柔性弯矩隔离区；柔性弯矩隔离区和贴片区为相互垂直的薄片。柔性弯矩隔离区和贴片区为薄片，具有相对较大的抗拉刚度和相对较小的抗弯曲刚度。

作为优选，弹性体还包括设置在变形控制体上端的上接头和设置在变形控制体下端的下接头。

作为优选，变形测量区上粘有四个应变片，变形测量区的贴片区前表面粘帖有两个应变片，与贴片区前表面对应位置的贴片区后表面粘帖有两个应变片。

作为优选，贴片区前表面的两个应变片分别为第一横应变片和第一竖应变片，贴片区后表面的两个应变片分别为第二横应变片和第二竖应变片，所述的第一横应变片和第二横应变片均为横向粘帖，第一竖应变片和第二竖应变片均为竖向粘帖；所述的四个应变片通过导线连接成惠斯通电桥。

作为优选，变形控制体为长方体或圆柱体，所述的变形控制体上设有圆孔，圆孔与变形控制体形成一个环形体。

作为优选，上接头和下接头为圆柱体或带螺纹的圆柱体。

作为优选，整个弹性体为一体式加工而成的合金钢弹性体或合金铝弹性体。

一种偏载力隔离测量方法，需要测量的是作用到所述传感器的作用力P，当作用力P作用到上接头和下接头时，偏载引起等效干扰弯矩Mx、My被相互正交的柔性弯矩隔离区和贴片区所形成的柔性铰有效隔离，使得Mx、My不会影响到贴片区的测量；再利用惠斯通电桥进行作用力P的测量；作用力P与惠斯通电桥的输出信号S之间可利用公式S=CP计算，得出惠斯通电桥的输出信号S与作用力P的大小成正比。

作为优选，所述传感器的输出信号S即惠斯通电桥的输出信号S可表示成：

S=14(ΔR1R1-ΔR2R2+ΔR3R3-R4R4)]]>