一种贴面式拉压扭专用传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种贴面式拉压扭专用传感器。
【背景技术】
[0002]近年来，贴面式传感器以紧贴固定在受力上，根据材料受力变形而变形形成一个信号差输入，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。而普通贴面式传感器一般分为拉压力传感器和扭力传感器。拉压力传感器是以弹性体为中介，通过力作用在帖传感器两边的电阻应片使它的阻值发生变化，再经过相应的电路转换为电的信号。扭力传感器内的扭力测量弹性体是可以有任何形状的，但无论何种形状，它都必须有光滑的表面用来贴应变片来测量其形变的。而可同时检测拉、压、扭的三个不同力的贴面式传感器是少之又少的，一般检测拉压力的传感器与检测扭力的传感器，都是分开的，检测拉压力的传感器只能用于检测拉压力，检测扭力的传感器只能用于检测扭力，这样将使用多套检测系统，多个检测部件，造成浪费，结构复杂。
【发明内容】
[0003]本发明为解决上述技术问题为提供一种安装方便，结构简单，使用便捷的贴面式拉压扭专用传感器。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种贴面式拉压扭专用传感器，包括电路板、应变片以及弹性体，所述电路板与应变片相连接；所述弹性体为桥梁结构，两端均设有立柱，两立柱之间设有横梁，两立柱上均设有通孔；所述横梁的左右两端分别和两立柱相连接，横梁的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，所述应变片设置在横梁的中央。
[0006]本发明有益效果是:通过横梁的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，应变片设置在横梁的中央，可以紧贴固定在受力面上，具有拉、压、扭三个受力特点，可同时检测三个不同力；受力变化明显，安装方便，材料使用率高，生产方便，可双面贴片通过形成组桥具有精度高，频率快速响应的特点。
[0007]作为本发明的一种优选结构，为了改善应变片稳定性不够精度不高的问题，所述应变片包括应变箔、电阻、绝缘保护片以及引出线，所述电阻的数量为四个，形成一个电桥，所述电桥设置在应变箔的底端，并与引出线相连接，所述绝缘保护片设置在应变箔的边缘，所述应变箔为陶瓷膜片。如此，通过陶瓷膜片的应变箔，利用陶瓷的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和抗振动的特性，以及陶瓷的热稳定特性使传感器的工作温度范围高达-40?135°C，而且具有测量的高精度、高稳定性。
[0008]作为本发明的一种优选结构，为了改善电阻值过大或过小的问题，所述电阻的电阻值大小为10欧姆到10000欧姆之间。阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。因此，电阻的电阻值大小为10欧姆到10000欧姆之间是比较合适的。
[0009]作为本发明的一种优选结构，为了改善应变片可靠性低误差大的问题，所述应变片包括蓝宝石薄片、测量膜片以及接收膜片，所述蓝宝石薄片焊接在测量膜片上，所述接收膜片通过拉杆连接在测量膜片上。如此，通过蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性，导致传感器可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。
[0010]作为本发明的一种优选结构，为了改善应变片成品率低的问题，所述蓝宝石薄片为娃和蓝宝石制成的半导体敏感元件。如此，通过娃-蓝宝石半导体敏感元件无p-n漂移的特点，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。
[0011]作为本发明的一种优选结构，为了改善传感器固定不稳固的问题，两立柱上均设有两个相对应的通孔。如此，通过两端均设有两个固定的通孔，可以更好的将弹性体固定在待测物体上，提高出传感器的牢固性。
[0012]作为本发明的一种优选结构，为了改善单一应变片容易失效，精度不准的问题，所述应变片的数量为四个，四个应变片成矩形相互连接。如此，通过组桥形成的多片应变片，将具有采样数据形成精度高，频率快速响应的特点。
[0013]在上述各种结构中，还包括接线座，所述接线座与电路板相连接。如此，通过接线座，传感器可快速与外界传输数据。
【附图说明】
[0014]图1为本发明贴面式拉压扭专用传感器的剖视图；
[0015]图2为本发明贴面式拉压扭专用传感器的仰视图。
[0016]标号说明:
[0017]1、电路板；2、应变片；3、弹性体；4、横梁；5、通孔。
【具体实施方式】
[0018]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0019]请一并参照图1以及图2，如图所示可知，本发明贴面式拉压扭专用传感器包括包括电路板1、应变片2以及弹性体3，电路板1与应变片2相连接；弹性体3为桥梁结构，两端均设有立柱，两立柱之间设有横梁4，两立柱上均设有通孔5 ;横梁4的左右两端分别和两立柱相连接，横梁4的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，应变片2设置在横梁4底端的中央。应变片2也可设置在横梁4顶端的中央，应变片2包括应变箔、电阻、绝缘保护片以及引出线，电阻的数量为四个，形成一个电桥，电桥设置在应变箔的底端，并与引出线相连接，绝缘保护片设置在应变箔的边缘，应变箔为陶瓷膜片。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及陶瓷的电阻可以使它的工作温度范围高达-40?135°C，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。由于阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片2的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片2的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差的问题。所述电阻的电阻值大小为10欧姆到10000欧姆之间。
[0020]本实施例中还提供另一种应变片2的实施方式，应变片2设置在横梁4顶端的中央，应变片2包括蓝宝石薄片、测量膜片以及接收膜片，蓝宝石薄片焊接在测量膜片上，接收膜片通过拉杆连接在测量膜片上。测量膜片与电路板1相连接，蓝宝石薄片为硅和蓝宝石制成的半导体敏感元件。采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。蓝宝石是由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性(10000C以内)，因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗福射特性极强；另外，娃-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的传感器，可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比尚。
[0021]本实施例中，两立柱上均设有两个相对应的通孔5。如此，通过两端均设有两个固定的通孔5，可以更好的将弹性体3固定在待测物体上，提高出传感器的牢固性。进一步的，应变片2的数量为四个，四个应变片2成矩形相互连接。如此，通过组桥形成的多片应变片2，将具有采样数据形成精度高，频率快速响应的特点。进一步的，本发明还包括接线座，所述接线座与电路板1相连接。如此，通过接线座，传感器可快速与外界传输数据。
[0022]使用过程中，根据所需情况选择相应应变片2以及应变片2所处的位置，通过弹性体3上两端的四个通孔5使用螺栓将弹性体3稳定固定在所需测量拉压扭力的待测物体上，电路板1与应变片2相连接，再传输给显示或执行机构，取得相应效果。通过横梁4的上下两端均设有等腰梯形的凹槽，可同时检测三个不同力。
[0023]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:包括电路板、应变片以及弹性体，所述电路板与应变片相连接； 所述弹性体为桥梁结构，两端均设有立柱，两立柱之间设有横梁，两立柱上均设有通孔； 所述横梁的左右两端分别和两立柱相连接，横梁的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，所述应变片设置在横梁的中央。2.根据权利要求1所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:所述应变片包括应变箔、电阻、绝缘保护片以及引出线，所述电阻的数量为四个，形成一个电桥，所述电桥设置在应变箔的底端，并与引出线相连接，所述绝缘保护片设置在应变箔的边缘，所述应变箔为陶瓷膜片。3.根据权利要求2所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:所述电阻的电阻值大小为10欧姆到10000欧姆之间。4.根据权利要求1所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:所述应变片包括蓝宝石薄片、测量膜片以及接收膜片，所述蓝宝石薄片焊接在测量膜片上，所述接收膜片通过拉杆连接在测量膜片上。5.根据权利要求4所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:所述蓝宝石薄片为硅和蓝宝石制成的半导体敏感元件。6.根据权利要求1所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:两立柱上均设有两个相对应的通孔。7.根据权利要求1所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:所述应变片的数量为四个，四个应变片成矩形相互连接。8.根据权利要求1所述的贴面式拉压扭专用传感器，其特征在于:还包括接线座，所述接线座与电路板相连接。
【专利摘要】本发明公开了一种贴面式拉压扭专用传感器，包括电路板、应变片以及弹性体，所述电路板与应变片相连接；所述弹性体为桥梁结构，两端均设有立柱，两立柱之间设有横梁，两立柱上均设有通孔；所述横梁的左右两端分别和两立柱相连接，横梁的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，所述应变片设置在横梁的中央。本发明通过横梁的上下两边均设有等腰梯形的凹槽，应变片设置在横梁的中央，可以紧贴固定在受力面上，具有拉、压、扭三个受力特点，可同时检测三个不同力；受力变化明显，安装方便，材料使用率高，生产方便。
【IPC分类】G01N3/02, G01L5/00
【公开号】CN105300588
【申请号】CN201510862732
【发明人】陈立成
【申请人】福建省莆田市衡力传感器有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月1日