[实用新型]弹簧光栅数显秤

说明书

本实用新型涉及一种衡器，特别是带数字显示的弹簧光栅秤。

由于弹簧的形变位移量与弹簧所受的力成正比，因此，早已被人们用作称重或测力的传感元件，弹簧秤技术已相当成熟。其优点是工艺简单，成本低廉，但读数误差较大，不直观。

目前，国内外先后发展了以弹性体材料经加工成一定形状后粘贴应变片而成的荷重、测力传感器，并在此基础上设计出各类数显式全电子测力、称重器具。虽然其直观性好，精度高，但工艺复杂，装调困难，其成本是弹簧秤的数十倍，不便于普及推广。

除弹簧秤和全电子秤外，还有一种光栅秤，其特点是传感元件采用平衡杠杆原理，采用标尺光栅，由于其加工线密度非常高，故装调困难，受环境温度等因素影响较大，生产成本较高。

本实用新型的目的是在上述三种秤的基础上设计一种精度高，成本低，直观性好，使用方便的弹簧光栅数显秤。

本实用新型弹簧光栅数显秤由弹簧、承重部件、连杆，活动光栅、一对相移为π／2的指示光栅，两对光电转换器件及其支架、方向识别、计数、显示电路及机壳构成，指示光栅粘贴于光电接收器件表面，弹簧两端固定于承重部件和机壳上，连杆通过铰链与承重部件和机壳相连。其工作原理是：当弹簧受力后发生形变，位移量通过活动光栅，指示光栅，发光器件和光电接收器件，产生一定相位差的电脉冲，方向识别电路对接收到的光电信号自动进行方向识别，按其变化方向自动进行脉冲加减计数，并由显示器显示出脉冲当量。

下面结合附图对本实用新型详细说明：

图1  弹簧长光栅数显秤立体图

秤盘1位于承重支架2上，承重支架2通过铰链与联杆10联接，联杆10通过铰链与机壳11联接，组成一个平行四边形联杆机构，该联杆机构用于稳定承重支架2的运动方向，使其在秤重过程中始终保持垂直向下的受力方向；弹簧3的上端通过挂钩固定于机壳11上，其下端通过挂钩固定在承重支架2上；活动长光栅4由螺钉紧固于承重支架2上；发光二极管5a、5b，光电接收器件6a、6b通过支架9用螺钉紧固于机壳11上，并分别安装在活动长光栅的两侧；7a、7b是一对经过π／2相移的指示光栅，用粘接剂直接将其粘贴到光电接收器件6a、6b的表面上，光电接收器件的信号输出端与发光器件的电流输入端通过电缆与电子计数显示板8相连接。12为显示罩。

当秤盘1上加上被秤重物后，承重支架2向下位移，使弹簧3受力拉长。由于弹簧的伸缩与所受力的大小成正比，因此一定的荷重将使承重支架2产生一定的线位移量。支架2，联杆10和弹簧3等机构实现秤量值到机械位移量的转换。

活动长光栅4，指示光栅7，发光器件5，光电接收器件6组成了位移量检出装置，实现机械位移量与计数脉冲当量的转换。活动光栅4在随承重支架2的位移过程中，切割发光器件5a、5b的光源，指示光栅7a、7b后的光电接收器件6a、6b接收到与位移量成比例的莫尔条纹光信号，并转换成具有π／2相位差的电脉冲，送入方向识别、计数电路和显示器进行处理并显示，由此实现整个称量过程的数字化转换。

图2是弹簧圆光栅数显秤立体图。

本实施例与前一实施例的不同之处是将长光栅改换为圆光栅，以实现弹簧位移量的放大和避开长光栅材料对温度系数的较高要求。为了使弹簧的线位移转换成圆光栅的角位移，增加了传动杆，齿条，齿轮及转轴等部件。

传动杆4的两端分别用铰链与承重支架2和齿条5相连，齿条5的下端用滑槽固定其运动方向，活动圆光栅8紧固于齿轮转轴7上，发光器件11位于活动圆光栅两侧下方，光电接收器件12由螺栓和固定板支撑，位于活动圆光栅两侧上方，指示光栅10粘贴在光电接收器件表面。当秤盘1内加上重物时，承重支架2向下位移，使弹簧3受力拉长，并通过传动杆4带动齿条5向下位移，同时，齿轮6、转轴7带动光栅盘转动，从而将承重支架2的线位移转换成圆光栅的角位移。其它工作原理与    弹簧长光栅数显秤实施例相同。为了买卖双方使用方便，可在秤的机壳上面安装两套显示器件。

本实用新型涉及的弹簧光栅数显秤，其弹簧应经过热处理工艺，使其保证不超过规定的测力，荷重和形变的允许误差。

由于本实用新型既采用了弹簧作为受力传感器，又采用了光栅及光电转换器件实现精密的机电模数转换，并由电子计数电路自动辨向，计数，显示，因此，本弹簧光栅数显秤集三种衡器的优点于一身，具有成本低，读数直观，精度高、使用方便等突出优点，实为一种具有普遍推广价值的现代衡器。