一种低串扰大量程三维力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及三维力传感器领域，特别涉及一种低串扰大量程三维力传感器。


背景技术：

2.目前市面上的三维力工作原理结构较为单一，采用三个单轴向测力结构加工成一个整体结构件，一体成型的结构件加工简单，使用方便，但是在加载单轴向力时，容易受到另外两个轴向力的干扰，导致测量精度降低，因此传统的三维力传感器测量的整体综合精度偏低，且受结构限制，量程较小。


技术实现要素：

3.为了解决上述传统三维力传感器测量过程中不同轴向力之间容易存在互相干扰且受结构限制，力传感器量程较小的问题，本实用新型提出了一种低串扰大量程三维力传感器，通过将传统传感器的结构分离成两个独立的部分极大程度上降低了串扰情况且可以有效放大整体量程。
4.鉴于以上情况，本实用新型提出了一种低串扰大量程三维力传感器，包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器固定连接，所述第一传感器用于x轴向测力和y轴向测力，所述第二传感器用于z轴向测力；
5.所述第一传感器为方形传感器，其上下贯穿开设有两个x轴应变区，两个所述x轴应变区以第一传感器中心为对称点对称设置；
6.所述第一传感器顶部前后贯穿开设有y轴应变区，所述y轴应变区底部的高度高于所述第一传感器底部的高度，所述y轴应变区与第一传感器自前至后依次相交于第一连接区，第二连接区和第三连接区；
7.所述y轴应变区内放置有第二传感器，所述第二传感器用于z轴向测力，所述第二传感器在第一连接区和第三连接区分别与第一传感器固定连接，所述第二传感器在第二连接区与第一传感器之间左右对称设置有间隙，所述第二传感器左右贯穿开设有z轴应变区，所述z轴应变区顶部的高度低于所述第二传感器顶部的高度，所述z轴应变区底部的高度高于所述第二传感器底部的高度；
8.所述第一传感器和所述第二传感器外表面均固定设置有应变计；
9.所述第一传感器侧面开设有连接孔，所述连接孔用于连接连接头。
10.作为一种优选的实施方式，所述第一传感器底部设置有盖板，所述盖板四周的尺寸与两个所述x轴应变区以及第二连接区共同形成的尺寸相契合，加装盖板密封后可以适应野外复杂环境使用。
11.作为一种优选的实施方式，所述应变计与所述第一传感器和第二传感器之间通过粘贴的方式固定，所述应变计在上夹至与第一传感器和第二传感器过程中需要使用特质工装，避免产品测试过程中零点较大的问题，固化箱温度应调整至165℃，时间持续4.5小时，应变计下的胶水方可完全挤压出来，从而使应变计与传感器充分贴合。
12.作为一种优选的实施方式，所述第一传感器与所述第二传感器的材料采用17-4ph合金，所述应变计采用3aa单片。
13.作为一种优选的实施方式，所述第二传感器与第一传感器在第一连接区与第二连接区对应位置上分别开设有通孔，所述通孔内设置有螺纹，所述第一传感器与所述第二传感器通过螺纹连接，通过螺纹连接的固定连接方式可以方便安装和拆卸。
14.作为一种优选的实施方式，所述第二传感器的底部在第二连接区与所述第一传感器之间设置有间隙，放置z轴向测力过程中对第一传感器产生干扰。
15.作为一种优选的实施方式，所述连接头上包覆有防水材料，防止在潮湿环境下因出现渗水导致传感器故障。
16.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过巧妙连接第一传感器和第二传感器，使之能够有效的避免在测量过程中不同轴向之间产生的影响，降低串扰并将整体量程放大到5t，本实用结构简单，测量精度高，响应频率高，使用寿命更长。
附图说明
17.图1为本实用的整体结构示意图
18.图2为本实用的结构分解图
19.图3为本实用图1状态下的俯视图
20.其中1为z轴应变区，2为应变计，3为第二传感器，4为连接头，5为连接孔，6为第一连接区，7为第二连接区，8为x轴应变区，9为y轴应变区，10为第三连接区，11为第一传感器，12为盖板，13为间隙，14为通孔。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本实用新型提出了一种低串扰大量程三维力传感器，包括第一传感器11和第二传感器3，所述第一传感器11和第二传感器3固定连接，所述第一传感器11用于x轴向测力和y轴向测力，所述第二传感器3用于z轴向测力，所述第一传感器11与所述第二传感器3的材料采用17-4ph合金；
23.所述第一传感器11为方形传感器，其上下贯穿开设有两个x轴应变区8，两个所述x轴应变区8以第一传感器11中心为对称点对称设置；
24.所述第一传感器11顶部前后贯穿开设有y轴应变区9，所述y轴应变区9底部的高度高于所述第一传感器11底部的高度，所述y轴应变区9与第一传感器11自前至后依次相交于第一连接区，第二连接区和第三连接区，所述第二传感器3与第一传感器11在第一连接区6与第二连接区7对应位置上分别开设有通孔14，所述通孔14内设置有螺纹，所述第一传感器11与所述第二传感器3通过螺纹连接，通过螺纹连接的固定连接方式可以方便安装和拆卸；
25.所述y轴应变区9内放置有第二传感器3，所述第二传感器3用于z轴向测力，所述第二传感器3在第一连接区和第三连接区分别与第一传感器11固定连接，所述第二传感器3在第二连接区7与第一传感器11之间左右对称设置有间隙13，所述第二传感器3左右贯穿开设有z轴应变区1，所述z轴应变区1顶部的高度低于所述第二传感器3顶部的高度，所述z轴应变区1底部的高度高于所述第二传感器3底部的高度，所述第二传感器3的底部在第二连接
区7与所述第一传感器11之间设置有间隙13，放置z轴向测力过程中对第一传感器11产生干扰；
26.所述第一传感器11和所述第二传感器3外表面均固定设置有应变计2，所述应变计2采用3aa单片，所述应变计2与所述第一传感器11和第二传感器3之间通过粘贴的方式固定，所述应变计2在上夹至与第一传感器11和第二传感器3过程中需要使用特质工装，避免产品测试过程中零点较大的问题，固化箱温度应调整至165℃，时间持续4.5小时，应变计2下的胶水方可完全挤压出来，从而使应变计2与传感器充分贴合；
27.所述第一传感器11侧面开设有连接孔5，所述连接孔5用于连接连接头4，所述连接头4上包覆有防水材料，防止在潮湿环境下因出现渗水导致传感器故障；
28.所述第一传感器11底部设置有盖板12，所述盖板12四周的尺寸与两个所述x轴应变区8以及第二连接区7共同形成的尺寸相契合，加装盖板12密封后可以适应野外复杂环境使用。
29.当本传感器在外力作用下产生变形时，粘贴在传感器表面的应变计2也随之变形，应变计2变形后，阻值也发生变化，经相应的测量电路把电阻的变化转化电信号进行输出，即可测出本传感器所需测量的对应力，由于本传感器在结构上是通过固定连接的方式连接了第一传感器11和第二传感器3，可以有效避免第一传感器11在x轴向测力和y轴向测力时对第二传感器3产生影响，也可以有效避免第二传感器3在z轴向测力时对第一传感器11产生串扰。
30.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。