[实用新型]柱式称重传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其是一种称重传感器。

背景技术

称重传感器是电子称重计量设备中的核心部件，它被广泛应用于电子汽车衡、汽车检测线、轨道衡等各类电子称重设备中。它一般由弹性元件、电阻应变计和惠斯通电桥电路组成。当外界的重物施加一个力作用于传感器压头上时，弹性元件就会发生塑性变形，特别是应变区域内的部分更加的敏感，此时，粘贴在应变区域上的应变片就会感受到来自弹性元件的塑性变形产生的应变，并采集到应变所产生的应力，使之本身的电阻值发生变化，并通过惠斯通电桥电路，使之转换成电压的变化，从面将重物的质量信号转换为可测量的电信号，通过传感器外面的仪表采集这个输出信号，转换成我们直观可识别的重量信息。

称重传感器有双盲孔桥式梁、柱式等结构形式。其中双盲孔桥式梁称重传感器的典型结构如图12a和图12b所示，包括压头70C、钢球230、球窝罩220、桥式梁结构的弹性体30C和底座10C；弹性体30C设计有左右对称分布的双盲孔应变区，应变区内贴有应变片40C；弹性体30C的两端采用螺栓210与底座10C紧固连接，这种连接方式当桥式梁中心受力而产生弯曲变形后势必会引起梁两端的绕曲，造成不规则的阻滞作用，严重地影响到称重传感器应变曲线的线性、重复性和滞后性等技术性能。并且，下雨时钢球和球窝罩之间容易形成积水，当气温较低时形成结冰，或者在球窝里面堆积泥沙等杂物，导致钢球不能活动，影响传感器的正常使用。

柱式称重传感器以其结构简单紧凑，刚度大，固有频率高，动态响应快等特点而应用于大型电子衡器中。柱式称重传感器的典型结构如专利号为201120213485.4，公告号，CN202141511U，发明名称为“柱式传感器”所公开。其结构如图14所示，包括一在感应区贴有应变片40D的柱式弹性体30D和一内腔适当大于柱式弹性30D外廓尺寸的桶形外壳20D，其中柱式弹性体30D的上下两端均为球形弧面，应变片40D通过数据线160D与电路板以及电缆线150D连接；桶形外壳20D的两端分别由一弹性封盖60D封死，柱式弹性体30D的上下两段分别穿过弹性封盖60D芯部的孔外露。

此称重传感器存在的问题是：1、由于压头70D和底座10D与称重传感器分离，称重设备在称重的过程中经常会受到晃动的影响，使柱式弹性体受到侧向力或扭力，而该柱式弹性体不具备抵抗较大侧向力的功能，因此容易引起柱式称重传感器的水平移动或颠覆倾倒，进而导致称重失败；2、装配柱式称重传感器过程中，压头70D与底座10D必须放置在同一条垂直线上，且与柱式弹性体的中心线对齐，否则会影响测量数据的准确性；3、采用该种传感器的称重设备，要求配备的秤台刚性、强度足够大，同时设置有严格的限位装置，保证柱式弹性体在较小的范围内活动，这就大大增加了称重设备的成本。

发明内容

本实用新型的目的是克服的上述缺陷，而提供一种不需要配备大刚性、大强度的称台和严格的限位装置，压头、柱式弹性体和底座为一整体结构，因此可以自动对中，并且柱式弹性体在受到侧向力或扭力的情况下不易倾倒的、低成本柱式称重传感器。

本实用新型进一步的目的是除了达到上述目的外，还可以使压头、柱式弹性体和底座在受到侧向力或扭力的情况下可以自动复位，并且能够在雨季、冬天和风沙等恶劣环境中使用的柱式称重传感器。

为了实现上述的第一个目的，可以采用以下的技术方案：本方案的柱式称重传感器与现有技术一样包括在一感应区贴有应变片的柱式弹性体和一桶形外壳，其中柱式弹性体的上下两端均为球形弧面，应变片通过数据线与电路板以及电缆线连接，其改进是还有：

一底座，该底座包括一法兰盘，其中心设有一向上凸起的垫块，底座与桶形外壳的下端固定在一起；

一压头，该压头分为上下两部的柱形，其下部的横截面外廓尺寸略小于桶形外壳的横截面内廓尺寸，即可被容纳于桶形外壳内；

上述的压头装在桶形外壳的顶部，柱式弹性体装在桶形外壳内，且设置于压头和垫块之间。

为了实现上述的第二个目的，可以采用以下的技术方案：本方案的柱式称重传感器在上述技术方案结构的基础上，进一步限定为：

所述的柱式弹性体包括：一中段圆柱体，该中段圆柱体中设有盲孔腹板，盲孔腹板的两侧分别贴有所述的应变片；在该中段圆柱体的上面和下面分别设置有一相互对称的上圆柱体和下圆柱体；在上圆柱体和下圆柱体的外端面分别设有一直径略大于上圆柱体和下圆柱体直径的凸缘，该凸缘的外端面为所述的球形弧面；