[发明专利]具有简化调整的杆状力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种杆状力传感器，其可以比已知的杆状力传感器更容易地调整。

背景技术

已知以下杆状力传感器：其中分别借助在杆状测量体或变形体上安装的应变传感器检测变形体的纵向应变和横向应变。随后，可以由通过应变传感器产生的电信号来求取待测量的力。如果其设置用于构造天平，则所述力传感器也称作称重单元

在所述类型的杆状力传感器中需要耗费的调整，所述调整也称作旋转调整。由此，在变形体或应变传感器中应当抵抗由制造决定的公差并且使力传感器对侧方影响或横向力影响不敏感并且因此对力导入方面的变化不敏感。

旋转调整如下实施。杆状力传感器的一端夹紧在保持装置中。力传感器通过加载装置负载在其另一端上。所述过程在保持装置连同已夹紧的力传感器相应转动90°之后再重复三次。由力传感器在不同转动位置处的测量值推断出是否需要调整。如果是这样，则再次多次转动力传感器并且进行通过材料磨损的机械调整和/或进行电调整。替代地，调整也可以通过以下实施：不使力传感器转动，而使负载装置转动。在该情形中，对于机械调整需要多个材料磨损装置或可转动的材料磨损装置。

旋转调整需要越来越多的转动和负载。因此，旋转调整的实施是耗费的。

在EP 0 800 064 B1阐述了一种上述类型的杆状力传感器并且描述了对于所述力传感器进行的旋转调整。在DE 44 16 442 A1中详细描述了所述旋转调整。

甚至在所述旋转调整之后，由于以下效应存在测量结果的错误的危险。如果通过在变形体的端侧端部上的力导入面将力相对于杆状构造的变形体的纵轴线不完全同轴地导入和/或附加的横向力起作用，则变形体在横向于纵轴线的方向上不均匀地、即单侧地变形。换言之，变形体向一侧倾斜并且相对于其纵轴线非同轴地变形，由此力线不再以期望的方式延伸。这导致测量结果的错误。

除旋转调整以外，例如也还进行温度调整，从而在上述类型的已知的杆状力传感器中总共采取多个调整措施。

由GB 2 162 322 A也已知一种具有圆柱形压缩体的杆状力传感器，待检测的力作用在该压缩体的端面上。所述杆状力传感器具有两个相对于力方向纵向定向的并且彼此相对置的长孔，所述长孔的基面构成接片，施加到相对于力方向纵向以及横向布置的应变测量条带上。接片在力方向上在应变测量条带前方和后方分别具有连续的孔。由两个孔决定地，在力的作用时力线在侧方在两个孔旁延伸经过。由此，应变测量条带所位于的、压缩体中间的力线分布也越来越不均匀。两个孔的直径越大以及它们与应变测量条带的间距越小，则越少的力线延伸经过接片的位于应变测量条带之间的区域。力传感器的灵敏度可以通过加深和/或扩展两个长孔的方式增大。通过增大两个孔的直径可以减小所述灵敏度。

在GB 2 162 322 A中所描述的力传感器通过材料磨损影响测量行为，以便增大具有线性特征曲线的测量范围。在此，通过加深和/或扩展两个长孔的方式来增大力传感器的灵敏度，通过增大两个孔的直径的方式来减小力传感器的灵敏度。因此，应当借助线性特征曲线非常准确地调节测量范围。这是迭代且耗费的过程。

发明内容

本发明的任务是，提供一种力传感器，其中所述力传感器在没有通过材料磨损的机械调整和/或电调整以补偿所述力传感器的变形体或所述力传感器的应变传感器中的由制造决定的公差的情况下高度线性地工作并且提供非常准确的测量结果。

所述任务借助根据独立权利要求1所述的力传感器来解决。所述力传感器的有利扩展方案在从属权利要求中说明。

根据权利要求1，用于测量压力和/或拉力的力传感器包括一个杆状变形体和至少四个应变传感器，所述杆状变形体至少具有前侧、后侧、左侧、右侧、上端侧和下端侧，所述至少四个应变传感器安装在所述变形体上并且设置用于测量变形体的纵向应变和横向应变。在前侧上，在变形体的中心纵轴线与中心横轴线之间的交点的区域中设置前方长形凹部。与所述前方长形凹部相对置地，在后侧上设置后方长形凹部。在左侧上，至少一个左上缺口设置在中心横轴线上方，并且至少一个左下缺口设置在中间横轴线下方。与左侧上的缺口分别相对置地，在右侧上设置至少一个右上缺口和至少一个右下缺口。中心横轴线与前方长形凹部和左上缺口之间的最短连接线之间的角不小于17°且不大于29°。