[实用新型]一种球形三维测力压磁式传感器

说明书

本实用新型公开了一种球形三维测力压磁式传感器，包括：测力机构、信号激励电路和信号调理电路；所述测力机构包括球形外壳、球形固定器、传力元件和压磁元件；所述球形外壳与球形固定器同心设置，在球形外壳内表面的三维正交方向上连接传力元件，在传力元件的另一端连接压磁元件，压磁元件设于球形固定器上，压磁元件的输入端与信号激励电路连接，输出端与信号调理电路连接。通过在球形外壳内表面的三维正交方向上通过传力元件连接压磁元件，由压磁元件接收外力，并根据设置在X、Y、Z方向上压磁元件分别测量三个维度上的分力，实现压磁式传感器的三维测力。

技术领域

本实用新型涉及力测量技术领域，特别是涉及一种球形三维测力压磁式传感器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

压磁式传感器也称磁弹性传感器，是利用铁磁材料的压磁效应制成的传感器，压磁效应是指些铁磁材料在受到外力作用后，其内部产生应力，因此引起铁磁材料磁导率变化的物理现象。压磁式传感器的工作原理是建立在磁弹性效应基础之上，即利用这种传感器将作用力(如弹性应力、残余应力等)的变化转化成传感器导磁体的导磁率变化并输出电信号；压磁式传感器不仅在自动控制上得到越来越多的应用，而且在对机械力(弹性应力、残余应力)的无损测量方面也被应用。

但是发明人发现，现有压磁式传感器的结构限制其在工作时，励磁磁芯只能检测两个维度的受力情况，在三维正交方向上同时受力的情况，不能完全反映出实际外力的大小；并且由于传感器结构的不同以及由于磁场方向的不同导致磁场之间相互影响的问题，每一维度的的分力会受到其他维度的变化，存在多个维度之间耦合误差的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种球形三维测力压磁式传感器，通过在球形外壳内表面的三维正交方向上通过传力元件连接压磁元件，由压磁元件接收外力，并根据设置在X、Y、Z方向上压磁元件分别测量三个维度上的分力，实现压磁式传感器的三维测力。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种球形三维测力压磁式传感器，包括：测力机构、信号激励电路和信号调理电路；所述测力机构包括球形外壳、球形固定器、传力元件和压磁元件；

所述球形外壳与球形固定器同心设置，在球形外壳内表面的三维正交方向上连接传力元件，在传力元件的另一端连接压磁元件，压磁元件设于球形固定器上，压磁元件的输入端与信号激励电路连接，输出端与信号调理电路连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过改变传感器内部结构实现压磁传感器的三维测力，实现在三维正交方向上同时受力的情况下检测空间三个维度力的数据，解决现有压磁式传感器的励磁磁芯只能检测两个维度受力情况的问题，能够完全反映出实际外力的大小。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的球形三维测力压磁式传感器结构原理示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的球形三维测力压磁式传感器的三维轴测图；

图3为本实用新型实施例1提供的信号激励电路图；

图4为本实用新型实施例1提供的信号调理电路图；