一种高精度圆板传感器及加载装置的制作方法

本实用新型涉及计量技术领域，尤其是涉及一种高精度圆板传感器及加载装置。

背景技术：

在工业生产领域有一些应用场合，受环境条件的限制，传感器安装位置非常狭小，高度太低，而且湿度大，通用型传感器受安装空间的限制没有办法安装。为解决这一难题，需要新一款传感器以适应这种环境条件下的电子秤结构。

中国专利申请公开号CN205537895U，公开日为2016年08月31日，名称为“一种数字式称重传感器及应用该称重传感器的称重装置”，公开了一种数字式称重传感器，包括电源、数字式称重传感器本体和通信模块，数字式称重传感器本体是柱式的；数字式称重传感器本体的信号输出端连接通信模块的信号输入端；还包括三维角度传感器；在机械结构关系上，三维角度传感器与数字式称重传感器本体固定连接；三维角度传感器的信号输出端连接通信模块的信号输入端；所述通信模块的输出端为本数字式称重传感器的信号输出端。但是该专利没有解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中的不足，提供一种高精度圆板传感器及加载装置，具有结构简单，体积小，加工容易，密封性能好等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高精度圆板传感器，包括弹性体和第一应变组，弹性体上表面中心位置设有第一沉孔，第一沉孔的底面中心位置设有受力凸台，弹性体下表面中心位置设有第二沉孔，所述第二沉孔的直径大于受力凸台的直径；第一应变组包括多个第一应变片，多个第一应变片固定在第二沉孔的底面上，且沿第二沉孔的轴线周向均匀分布；所述第二沉孔内设有平膜片，平膜片与弹性体密封连接。所述弹性体上还设有用于走线的走线结构，走线结构连通第二沉孔内部与外界，走线结构与弹性体密封连接。平膜片与弹性体焊接密封，保证第二沉孔与外界隔绝，保证应变片的密封效果。所述第二沉孔的直径大于受力凸台的直径，传感器受力中心为传感器中间部位的受力凸台，与第二沉孔上形成类梯形结构，使应力沿第二沉孔底部等强度分布，在力矩作用下外撇必然产生滞后误差，第二沉孔的边缘相对厚度较小，受力时可以自由外撇，从而可消除正滞后误差，增加传感器的精度。传感器的工作原理是，受力凸台受力，压紧弹性体，使弹性体发生形变，应变片形状发生变化，转化为电信号，通过计算得出受力大小。

作为优选，所述第二沉孔内设有密封胶体，密封胶体设置在第一应变组与平膜片之间。密封胶体采用HX-灌封（A、B）胶，由A，B双组份透明液态物质构成，是专门用作密封，保护精密电路板和混合器件，以保证它们电学特性的硅橡胶，当以重量或体积1:1混合两组份后，会硫化成稳定，柔软的自黏结的凝胶状物质，在高温和低温下均保持此性能。圆板传感器内腔胶封后底平面再用平膜片激光焊接，防护密封等级可达IP68。

作为优选，还包括第二应变组，第二应变组包括多个第二应变片，第二应变片数量与第一应变片数量相同，多个第二应变片固定在第二沉孔轴线底面上，且沿第二沉孔轴线周向均匀分布，第一应变组与第二应变组同轴布置。两组应变片组合，可以增加传感器的精度。

作为优选，所述受力凸台上设有承压头，承压头上设有适配槽，适配槽与受力凸台适配，受力凸台上表面为球面，受力凸台上表面与适配槽底面接触。所述结构可以使弹性体收到的力的延长线始终在中心轴上，弹性体拉伸与压缩的变形量更稳定没测量精度更准确。

作为优选，所述第二沉孔底面四周向下凸起形成第二底面。所述结构可以进一步增加上述的梯形结构，第二沉孔的边缘外撇自由对应变片的影响更小，增加传感器的精度。

一种加载装置，包括顶板、高精度圆板传感器、底板和水平拉杆，所述高精度圆板传感器与底板可拆连接，水平拉杆包括第一关节轴承、第二关节轴承和调节螺杆，第一关节轴承与第二关节轴承通过调节螺杆连接，第一关节轴承与底板通过第一销轴固定，第二关节轴承与顶板通过第二销轴固定，顶板下表面与高精度圆板传感器上表面接触。工业电子秤运行时存在振动和冲击，由此所产生的水平方向力直接作用于传感器，会影响工业电子秤的精度，通过关节轴承加调节螺杆的结构，连接上下固定板，能很好的消除由振动或其它因素造成的水平力，而且关节轴承的球碗可以自由转动，不会影响垂直方向的输出。

作为优选，调节螺杆包括依次连接的第一螺纹段、调节段和第二螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段螺纹方向相反，第一螺纹段与第一关节轴承螺纹连接，第二螺纹段与第二关节轴承螺纹连接。所述结构可以方便调节水平拉杆的长度，方便对加载装置进行调试。

作为优选，所述底板上设有三个第三销孔，第三销孔内设有第三销轴，高精度圆板传感器设置在三个第三销轴之间且与第三销轴接触。所述结构可以方便高精度圆板传感器的拆装，保证安装精度的前提下方便更换传感器。

本实用新型的有益效果是：（1）结构简单，加工容易；（2）安装、加工、维修方便；（3）称量精度高，稳定性好，安全可靠；（4）密封性能好，防护等级可达IP68；（5）能很好的消除由振动或其它因素造成的水平力。

附图说明

图1是本实用新型中高精度圆板传感器的结构示意图；

图2是图1中的A向视图；

图3是本实用新型中加载装置的结构示意图；

图4是本实用新型中加载装置的俯视图。

]图中：顶板1、高精度圆板传感器2、弹性体2.1、受力凸台2.1.1、第一沉孔2.1.2、第二沉孔2.1.3、第一应变组2.2、第一应变片2.3、第二应变组2.4、第二应变片2.5、平膜片2.6、承压头2.7、适配槽2.7.1、密封胶体2.8、走线结构2.9、第二底面2.10、底板3、水平拉杆4、第一关节轴承4.1、第二关节轴承4.2、调节螺杆4.3、第一螺纹段4.3.1、调节段4.3.2、第二螺纹段4.3.3、第一销轴5、第二销轴6、第三销轴7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1和图2所示，一种高精度圆板传感器，包括弹性体2.1、第一应变组2.2和第二应变组2.4，弹性体2.1上表面中心位置设有第一沉孔2.1.2，第一沉孔2.1.2的底面中心位置设有受力凸台2.1.1，弹性体2.1下表面中心位置设有第二沉孔2.1.3，所述第二沉孔2.1.3的直径大于受力凸台2.1.1的直径；第一应变组2.2包括四个第一应变片2.3，四个第一应变片2.3固定在第二沉孔2.1.3的底面上，且沿第二沉孔2.1.3的轴线周向均匀分布；第二应变组2.4包括四个第二应变片2.5，四个第二应变片2.5固定在第二沉孔2.1.3轴线底面上，且沿第二沉孔2.1.3轴线周向均匀分布，第一应变组2.2与第二应变组2.4同轴布置。所述第二沉孔2.1.3内设有平膜片2.6，平膜片2.6与弹性体2.1密封连接。所述第二沉孔2.1.3内设有密封胶体2.8，密封胶体2.8设置在第一应变组2.2与平膜片2.6之间。所述第二沉孔2.1.3底面四周向下凸起形成第二底面2.10。

所述弹性体2.1上还设有用于走线的走线结构2.9，走线结构2.9连通第二沉孔2.1.3内部与外界，走线结构2.9与弹性体2.1密封连接。平膜片2.6与弹性体2.1焊接密封，保证第二沉孔2.1.3与外界隔绝，保证应变片的密封效果。所述第二沉孔2.1.3的直径大于受力凸台2.1.1的直径，传感器受力中心为传感器中间部位的受力凸台2.1.1，与第二沉孔2.1.3上形成类梯形结构，使应力沿第二沉孔2.1.3底部等强度分布，在力矩作用下外撇必然产生滞后误差，第二沉孔2.1.3的边缘相对厚度较小，受力时可以自由外撇，从而可消除正滞后误差，增加传感器的精度。传感器的工作原理是，受力凸台2.1.1受力，压紧弹性体2.1，使弹性体2.1发生形变，应变片形状发生变化，转化为电信号，通过计算得出受力大小。

密封胶体2.8采用HX-灌封（A、B）胶，由A，B双组份透明液态物质构成，是专门用作密封，保护精密电路板和混合器件，以保证它们电学特性的硅橡胶，当以重量或体积1:1混合两组份后，会硫化成稳定，柔软的自黏结的凝胶状物质，在高温和低温下均保持此性能。圆板传感器内腔胶封后底平面再用平膜片2.6激光焊接，防护密封等级可达IP68。

两组应变片组合，可以增加传感器的精度。把应变片粘贴在圆板面应变表面0°，90°，180°，270°位置，选择拉伸与压缩对应的直径位置，在刚度优，中间承压头足够高的条件下，可获得0.02%FS的精度。

所述受力凸台2.1.1上设有承压头2.7，承压头2.7上设有适配槽2.7.1，适配槽2.7.1与受力凸台2.1.1适配，受力凸台2.1.1上表面为球面，受力凸台2.1.1上表面与适配槽2.7.1底面接触。所述结构可以使弹性体2.1收到的力的延长线始终在中心轴上，弹性体2.1拉伸与压缩的变形量更稳定没测量精度更准确。

实施例2：

如图3和图4所示，一种加载装置，包括顶板1、高精度圆板传感器2、底板3和水平拉杆4，所述底板3与称重台固定，所述高精度圆板传感器2与底板3可拆连接，水平拉杆4包括第一关节轴承4.1、第二关节轴承4.2和调节螺杆4.3，第一关节轴承4.1与第二关节轴承4.2通过调节螺杆4.3连接，第一关节轴承4.1与底板3通过第一销轴5固定，第二关节轴承4.2与顶板1通过第二销轴6固定，顶板1下表面与高精度圆板传感器2上表面接触。工业电子秤运行时存在振动和冲击，由此所产生的水平方向力直接作用于传感器，会影响工业电子秤的精度，通过关节轴承加调节螺杆的结构，连接上下固定板，能很好的消除由振动或其它因素造成的水平力，而且关节轴承的球碗可以自由转动，不会影响垂直方向的输出。

调节螺杆4.3包括依次连接的第一螺纹段4.3.1、调节段4.3.2和第二螺纹段4.3.3，第一螺纹段4.3.1与第二螺纹段4.3.3螺纹方向相反，第一螺纹段4.3.1与第一关节轴承4.1螺纹连接，第二螺纹段4.3.3与第二关节轴承4.2螺纹连接。所述结构可以方便调节水平拉杆4的长度，方便对加载装置进行调试。

所述底板3上设有三个第三销孔，第三销孔内设有第三销轴7，高精度圆板传感器2设置在三个第三销轴7之间且与第三销轴7接触。所述结构可以方便高精度圆板传感器2的拆装，保证安装精度的前提下方便更换传感器。

本实用新型的有益效果是：结构简单，加工容易；安装、加工、维修方便；称量精度高，稳定性好，安全可靠；密封性能好，防护等级可达IP68；能很好的消除由振动或其它因素造成的水平力。