[实用新型]张力仪传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于纺织领域张力仪中的传感器，尤其涉及一种张力仪传感器，属于纱线张力装置领域。

背景技术

在纺织工业生产中，纱线的张力是一项重要工艺参数。从织造准备到织造完成的各道工序都要涉及到张力，其大小与稳定将直接关系到产品的外观效应及内在质量。

在纺织针织领域，传感器已经普遍使用，用于监测工作状态，在几何量和机械量的测量中，最常用的传感器是某些金属和半导体材料制成的电阻应变片式传感器，它的工作原理是基于电阻的应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应的发生变化。上面这些传感器存在普遍的共性问题，包括精度低，测量范围窄，使用寿命短，性能不稳定，很多机械构造的传感器结构过于复杂，尺寸大。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种张力仪传感器，包括横梁、横梁中间设置的第一孔和第二孔，设置在横梁上下两侧的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。

优选的，上述第一孔和第二孔之间连通。

优选的，上述横梁的一端固定。

优选的，上述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻均为应变电阻。

优选的，上述第一电阻、第四电阻和第二电阻、第三电阻并联，形成惠斯登全桥电路。

本实用新型提供的张力仪传感器应变片式电阻传感器是以应变片为传感元件的传感器，相对于传统的传感器具有以下优点：精度高，测量范围广；使用寿命长，性能稳定可靠；结构简单、尺寸小、重量轻，因此在测试时，对工件工作状态及应力分布影响小；频率响应特性好；可在高低温、高速、高压、强烈振动、强磁场、核辐射和化学腐蚀等恶劣环境条件下工作；制造成本低、价格便宜。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的电阻组成的电路示意图。

附图标记：1-横梁；2-第一孔；3-第二孔；4-第一电阻；5-第二电阻；6-第三电阻；7-第四电阻。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的张力仪传感器，包括横梁1、横梁1中间设置的第一孔2和第二孔3，设置在横梁1上下两侧的第一电阻4、第二电阻5、第三电阻6和第四电阻7。第一孔2和第二孔3之间连通。其中，横梁1的一端固定。第一电阻4、第二电阻5、第三电阻6和第四电阻7均为应变电阻。第一电阻4、第四电阻7和第二电阻5、第三电阻6并联，形成惠斯登全桥电路。

在双孔梁上下表面有四个应变电阻R₁～R₄，组成图2所示的惠斯登全桥电路。当F作用在双孔梁时，R₁、R₂受到拉伸，电阻值增大；R₃、R₄受到压缩，其阻值减小。此时电桥失去平衡，产生U_o电压输出，即

Uo＝Ui·ΔR/R＝kεUi

其中，k为灵敏度系数，ε为应变，U_i为输入电压。则双孔梁的应变为：

ε＝3F(d-a/2-δ)/(Ebh³)

其中d为梁端到梁中心的距离，δ为梁端到应变电阻的距离，h为梁厚度，b为梁宽度，E为材料的弹性模量，a为应变电阻基长。则双孔梁传感器的输出电压为：

Uo＝3kFUi(d-a/2-δ)/(Ebh³)

可见，输出电压U_o与外力F成正比。

由于双孔梁力传感器的4个应变电阻组成全桥差动电路，故输出电压的灵敏度高，线性度好，但其输出电压为10^-4～10^-6V级，信号十分微弱，须经一定倍数放大，才能被计算机数据采集系统所识别。此外，当受力点的位置变化时，一孔的弯矩增加，另一孔的弯矩减少，这可在桥内自动补偿，从而提高测量的精度。

本实用新型提供的张力仪传感器应变片式电阻传感器是以应变片为传感元件的传感器，相对于传统传感器具有以下优点：精度高，测量范围广；使用寿命长，性能稳定可靠；结构简单、尺寸小、重量轻，在测试时，对工件工作状态及应力分布影响小；频率响应特性好；可在高低温、高速、高压、强烈振动、强磁场、核辐射和化学腐蚀等恶劣环境条件下工作；制造成本低、价格便宜。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。