一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，包括输出轴，四个按对称结构分布连接在输出轴上的弹性体组件和安装于输出轴内部的放大器组件组成。本实用新型的弹性体具有结构简单、体积小、输出灵敏度高、机械加工、热处理容易等优点。本实用新型一方面对弹性体的应变值具有放大作用，另一方具有将除扭矩外的其它载荷所产生的应变进行去耦的功能。经实验检测，本实用新型与公知的应变型扭矩传感器做对比，其综合精度提高明显。具体参数如下：单路加载精度≤0.5％F.S.；复合加载精度≤1.5％F.S.。本实用新型实现维间耦合的自动消除，减小其对弹性体工作区带来的不利影响，提高传感器的综合精度。
【专利说明】
一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器
技术领域
[0001]本实用新型属于电子感测衡器技术领域，涉及一种抗耦性强、综合精度高的应变型扭矩传感器。
【背景技术】
[0002]应变型传感器是目前国内外使用最多的一种扭矩传感器。它采用在旋转轴表面贴应变片的传统方法，利用适当的电路取得信号，然后进行分析处理，此种传感器广泛使用在静态和低速旋转系统的扭矩测量上。但目前公知的应变型扭矩传感器存在抗耦合性能差，在受到复合载荷作用时，其测量精度将大幅度下降，无法满足使用要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种抗耦性强、综合精度高的具有自去耦功能的应变型扭矩传感器。
[0004]为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]—种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，包括输出轴(I)、弹性体组件(2)、放大器组件(3)三部分，弹性体组件(2)由弹性体(21)和应变片(22)组成，弹性体(21)具有对称结构，弹性体(21)上设有应变片(22)，放大器组件(3)由放大器壳体(32)和接插件(31)组成，放大器壳体(32)上设有接插件(31)，所述的弹性体组件(2)共有四个，输出轴(I)外部四周设有弹性体组件(2)，每两个弹性体组件(2)的夹角为90度，整体呈对称结构分布，放大器组件(3)呈半圆型，输出轴(I)内部设有放大器组件(3)，弹性体组件(2)上的应变片(22)通过导线与放大器组件(3)中接插件(31)连接。
[0006]弹性体组件(2)的弹性体(21)与输出轴(I)通过销钉配合，采用焊接形式连接。
[0007]放大器组件(3)的接插件(31)通过螺纹连接固定在放大器壳体(32)上，放大器壳体(32)通过螺纹连接安装于输出轴(I)内部。
[0008]所述每个弹性体(21)最大应变区内粘贴有两个应变片(22)，八个应变片(22)组成惠斯通电桥结构。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有的优点和技术效果如下所述:
[0010]1、本实用新型中弹性体组件中采用了基于应力集中理论所设计的对称结构弹性体，弹性体组件结构如图3所示。该结构的应变区域集中在弹性体中心位置。当结构受载时弹性体扭转变形，产生的扭转应变为工作需要值，属剪应力型传感器。
[0011]该弹性体具有结构简单、体积小、输出灵敏度高、机械加工、热处理容易等优点。
[0012]2、本实用新型中四个弹性体组件呈对称方式安装于输出轴表面，其安装角度如图5所示。四个弹性体上共粘贴有八个应变片，八个应变片组成惠斯通电桥，其接桥方式如图6所示。该接桥方式一方面对弹性体的应变值具有放大作用，另一方具有将除扭矩外的其它载荷所产生的应变进行去耦的功能。
[0013]经实验检测，本实用新型与公知的应变型扭矩传感器做对比，其综合精度提高明显。具体参数如下:单路加载精度< 0.5 % F.S.;复合加载精度< 1.5 % F.S.。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
[0015]图2是图1的俯视图。
[0016]图3是3弹性体组件的结构示意图。
[0017]图4是放大器组件的结构示意图。
[0018]图5是弹性体组件安装位置示意图。
[0019]图6是本实用新型的电桥结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合附图对本【实用新型内容】做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。
[0021]参见附图1、2，本实用新型所述的具有自去耦功能的应变型扭矩传感器由输出轴
1、四个弹性体组件2和放大器组件3三个部分组成，弹性体组件2由弹性体21和应变片22组成，弹性体21具有对称结构，弹性体21上设有应变片22，放大器组件3由放大器壳体32和接插件31组成，放大器壳体32上设有接插件31，所述的弹性体组件2共有四个，输出轴I外部四周设有弹性体组件2，每两个弹性体组件2的夹角为90度，整体呈对称结构分布，弹性体组件2的弹性体21与输出轴I通过销钉配合，采用焊接形式连接。放大器组件3呈半圆型，输出轴I内部设有放大器组件3，放大器组件3的接插件31通过螺纹连接固定在放大器壳体32上，放大器壳体32通过螺纹连接安装于输出轴I内部。弹性体组件2上的应变片22通过导线与放大器组件3中接插件31连接。
[0022]本实用新型弹性体组件2的结构如图3所示，包括弹性体21和应变片22，弹性体21具有对称结构，所述每个弹性体21最大应变区内粘贴有两个应变片22，八个应变片22组成惠斯通电桥结构。
[0023]本实用新型放大器组件3的结构如图4所示，由放大器壳体32和接插件31两部分组成。
[0024]本实用新型弹性体组件2在输出轴I上的安装位置如图5所示。
[0025]本实用新型电桥的接桥方式如图6所示。
[0026]本实用新型产品的制作步骤为:
[0027]1、将已加工处理的弹性体21工作表面进行清洗、打磨、划线、刷胶等工艺步骤后将敏感应变片22粘贴于处理表面。
[0028]2、弹性体组件2镶嵌在输出轴I表面，通过销钉定位，采用焊接方式连接。
[0029 ] 3、放大器组件3通过螺钉连接安装在输出轴I内部。
[0030] 4、利用导线将八个敏感应变片22构成的电阻町、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8组成惠斯通桥路，再与接插件31完成电气连接。
【主权项】
1.一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，其特征在于:包括输出轴(I)、弹性体组件(2)、放大器组件(3)三部分，弹性体组件(2)由弹性体(21)和应变片(22)组成，弹性体(21)具有对称结构，弹性体(21)上设有应变片(22)，放大器组件(3)由放大器壳体(32)和接插件(31)组成，放大器壳体(32)上设有接插件(31)，所述的弹性体组件(2)共有四个，输出轴(I)外部四周设有弹性体组件(2)，每两个弹性体组件(2)的夹角为90度，整体呈对称结构分布，放大器组件(3)呈半圆型，输出轴(I)内部设有放大器组件(3)，弹性体组件(2)上的应变片(22)通过导线与放大器组件(3)中接插件(31)连接。2.根据权利要求1所述的一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，其特征在于:弹性体组件(2)的弹性体(21)与输出轴(I)通过销钉配合，采用焊接形式连接。3.根据权利要求1所述的一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，其特征在于:放大器组件(3)的接插件(31)通过螺纹连接固定在放大器壳体(32)上，放大器壳体(32)通过螺纹连接安装于输出轴(I)内部。4.根据权利要求1所述的一种具有自去耦功能的应变型扭矩传感器，其特征在于:所述每个弹性体(21)最大应变区内粘贴有两个应变片(22)，八个应变片(22)组成惠斯通电桥结构。
【文档编号】G01L3/00GK205449358SQ201521110135
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】屈文轩, 高波, 杨静, 吴亚男, 杜咪
【申请人】陕西电器研究所