张力传感器及装有该传感器的张力测量装置的制作方法

1.本实用新型属于张力传感器技术领域，尤其涉及一种张力传感器及装有该传感器的张力测量装置。


背景技术：

2.张力传感器是张力控制过程中，用于测量卷材张力值大小的仪器，用于纸张、薄膜、电池极片等卷材的张力检测和控制。应变片型是应变片按照电桥方式连接在一起，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小；根据张力和改变值的正比关系，通过获取改变值的大小可以反推得出张力的大小。
3.现有的张力传感器其内部的之间各部件的连接以及张力传感器与外部设备的安装均通过螺纹连接实现，螺纹连接产生的锁紧力会增大张力传感器内部传感部分受到的应力，进而影响张力传感器的测量精度。例如申请号为cn201721022184.7的实用新型专利申请，该申请提供了一种带轴承的圆形张力传感器及装有该传感器的张力测量装置，包括传感器本体、轴承、轴承连接件、限位外护套、轴承压紧上盖和张力测量辊，轴承连接件内部设有用于固定安装轴承的轴承固定沉槽，轴承置于轴承连接件的轴承固定沉槽内，轴承压紧上盖与轴承连接件相固定，将轴承压紧固定在轴承连接件内，限位外护套套设在轴承连接件与传感器本体之间的外壁上，将轴承连接件与传感器本体相固定，由于传感器本体与所述传感器本体螺纹连接，螺纹连接产生的锁紧力便会增大所述传感器本体受到的应力，从而影响传感器的测量精度。另外，由于传感器本体与轴承连接件之间缺少定位设计，因此在组装传感器本体和轴承连接件时，需要将传感器本体与轴承连接件轴线对齐后再将螺丝孔逐一对对准才能顺利完成组装，组装的过程繁琐，组装效率低下。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种张力传感器及装有该传感器的张力测量装置，旨在解决现有的张力传感器中，螺纹连接产生的锁紧力会增大张力传感器内部传感部分受到的应力，进而影响张力传感器的测量精度的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种张力传感器，包括限位外保护套、传感器组件和安装板；所述安装板的内侧面外周与所述限位外保护套螺纹连接；还包括凸台；所述凸台安装于所述安装板的内侧面；所述传感器组件安装于所述凸台上。
6.可选地，还包括轴承连接件和轴承；所述轴承连接件安装于所述限位外保护套内；所述轴承连接件内设置有内腔体；所述轴承安装于所述内腔体中；所述传感器组件和所述凸台从所述轴承连接件的一端插入所述内腔体中。
7.可选地，所述凸台与所述安装板一体成型设置。
8.可选地，所述传感器组件包括弹性梁和应变片；所述弹性梁安装于所述凸台上并与所述轴承连接件的内壁连接；所述应变片安装于所述弹性梁的表面。
9.可选地，所述安装板的外周设置有多个用于与所述限位外保护套螺纹连接的第一
螺纹孔；所述第一螺纹孔呈圆周设置；所述凸台的直径大于所述弹性梁的宽度，且小于所述第一螺纹孔构成的圆周的直径。
10.可选地，所述安装板的外周设置有多个用于与外部设备连接的第二螺纹孔；所述第二螺纹孔呈圆周设置且与所述第一螺纹孔设置于同一圆周上。
11.可选地，所述安装板的外侧面的中心开设有避空槽。
12.可选地，所述内腔体内设置有卡簧槽，所述卡簧槽可拆卸地设置有卡簧，所述卡簧与所述轴承抵接从而限制所述轴承沿所述内腔体轴向移动。
13.可选地，所述限位外保护套的侧面设置供电缆线通过的固定头。
14.本实用新型实施例提供的一种张力传感器中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：由于与限位外保护套直接螺纹连接的是安装板；凸台将传感器组件和安装板隔离开，因此安装板受到的锁紧力难以传导至传感器组件，从而减小传感器组件受到的应力，进而增强了传感器组件的测量精度。
15.组装张力传感器时，凸台需要对准内腔体，才能顺利将传感器组件和凸台插入内腔体中，安装板的与轴承连接件随之实现轴线对齐，因此凸台在组装时亦具有定位的作用，能简化传感器的组装过程，从而加快传感器的组装速度。
16.本实用新型实施例还提供一种张力测量装置，包括一导辊；所述导辊的两端分别安装有上述的张力传感器。
17.本实用新型实施例提供的一种张力测量装置中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
18.因所述张力测量装置包括所述张力传感器，故所述张力测量装置的测量精度不受内部的部件组装的应力以及与外部设备的安装连接的应力的影响，并且所述张力测量装置还具有组装方便的优点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的一种张力传感器的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种张力传感器的爆炸示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种张力传感器的另一视角的爆炸示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的一种张力测量装置的整体结构示意图。
24.其中，图中各附图标记：
25.限位外保护套100、固定头110、传感器组件200、弹性梁210、应变片220、安装板300、第一螺纹孔310、第二螺纹孔320、避空槽330、凸台400、轴承连接件500、内腔体510、卡簧槽511、轴承600、卡簧700、导辊800、安装法兰900、螺栓孔910。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
30.在本实用新型的一些实施例中，如图1-图3所示，提供一种张力传感器，包括限位外保护套100、传感器组件200和安装板300。所述安装板300的内侧面外周与所述限位外保护套100螺纹连接。张力传感器还包括凸台400。所述凸台400安装于所述安装板300的内侧面。所述传感器组件200安装于所述凸台400上。
31.由于与所述限位外保护套100直接螺纹连接的是所述安装板300。所述凸台400将所述传感器组件200和所述安装板300隔离开，因此所述安装板300受到的锁紧力难以传导至传感器组件200，从而减小所述传感器组件200受到的应力，进而增强了所述传感器组件200的测量精度。
32.在本实用新型的另一些实施中，如图1-图3所示，张力传感器还包括轴承连接件500和轴承600。所述轴承连接件500安装于所述限位外保护套100内。所述轴承连接件500内有内腔体510。所述轴承600安装于所述内腔体510。所述传感器组件200和所述凸台400从所述轴承连接件500的另一端插入所述内腔体510中。具体地，为了装配方便和紧密性，所述凸台400的直径比所述内腔体510的内径小0.01mm-3mm。
33.组装所述张力传感器时，所述凸台400需要对准所述内腔体510才能顺利将所述传感器组件200和所述凸台400插入所述内腔体510中，将所述凸台400对准所述内腔体510后，所述安装板300和所述轴承连接件500便随之轴线对齐，因此所述凸台400在组装时亦具有定位的作用，所述凸台400能简化传感器的组装过程，从而加快传感器的组装速度。
34.在本实用新型的另一些实施例中，所述凸台400的宽度不小于1mm。即所述传感器组件200到所述安装板300的内侧面的距离不小于1mm，足够的距离能保证所述安装板300受到的旋紧力难以传导至所述传感器组件200。
35.在本实用新型的另一些实施中，所述凸台400与所述安装板300一体成型设置，从而加强了所述凸台400与所述安装板300之间的连接强度。
36.在本实用新型的另一些实施中，如图2-图3所示，所述传感器组件200包括弹性梁210和应变片220。所述弹性梁210安装于所述凸台400上并与所述轴承连接件500的内壁连接。所述应变片220安装于所述弹性梁210的表面。具体地，所述弹性梁210安装于所述轴承连接件500内时，所述轴承600的受力通过所述轴承连接件500传导至所述弹性梁210上，从而使所述弹性梁210发生微量形变。所述弹性梁210受力发生形变时，所述应变片220亦会随之发生形变，其电阻值也会随之发生变化。
37.在本实施例中，所述应变片220通过粘贴的方式安装于所述弹性梁210上。
38.在本实用新型的另一些实施中，如图2所示，所述安装板300的外周设置有多个用于与所述限位外保护套100螺纹连接的第一螺纹孔310。所述第一螺纹孔310呈圆周设置。所述凸台400的直径大于所述弹性梁210的宽度，整个所述弹性梁210均安装于所述凸台400上，保证所述弹性梁210整体均不与所述安装板300产生直接接触，所述安装板300与所述限位外保护套100之间的锁紧力不容易传导至所述弹性梁210，而且所述凸台400的直径小于所述第一螺纹孔310构成的圆周直径，所述第一螺纹孔310处为锁紧力的集中区域，所述凸台400不与所述第一螺纹孔310产生直接连接，锁紧力自然不容易传导至所述凸台400进而影响所述弹性梁210的受力。
39.在本实用新型的另一些实施中，如图2所示，所述安装板300的外周设置有多个用于与外部设备连接的第二螺纹孔320。所述第二螺纹孔320呈圆周设置且与所述第一螺纹孔310设置于同一圆周上。所述第一螺纹孔310和所述第二螺纹孔320的设置集中于同一圆周上，能进一步提高所述安装板300端面的空间利用率，相比于所述第一螺纹孔310和所述第二螺纹孔320分散分布的情况，所述安装板300的直径可以做得更小，从而缩小使张力传感器的整体体积，进而适用于其他空间更狭小的位置的安装。
40.在本实用新型的另一些实施中，如图2所示，所述安装板300的外侧面的中心开设有避空槽330。具体地，在与外部设备(图未示)安装连接时，所述安装板300的外侧面与外部设备直接接触，因此外部设备对所述安装板300的压力容易从所述安装板300的外侧面传递至所述弹性梁210上，导致所述弹性梁210收到的应力增加，从而影响测试精度。由于设置了避空槽330，所述安装板300的外侧面与外部设备的接触面积减小，因此，外部设备对于所述安装板300的压力集中在所述避空槽330以外的部分，从而使所述弹性梁210免受压力的影响。所述避空槽330的直径大于所述弹性梁210，从而保证整个弹性梁210都不受外部设备的压力影响。
41.所述内腔体510内设置有两卡簧槽511。所述卡簧槽511可拆卸地设置有一卡簧700。所述卡簧700分别与所述轴承600的两端抵接从而限制所述轴承600沿所述内腔体510轴向向外移动，使所述轴承600只能在所述所述腔体内转动。其中，两所述卡簧700的内环孔直径均小于轴承600的外径且大于轴承600的内径，以使卡簧700能够限位住所述轴承600。
42.应理解，通过两个所述卡簧700对所述轴承600限位并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以在所述轴承600的一侧安装所述卡簧700，在所述轴承600的另一侧安装一垫片(图未示)，所述卡簧700和所述垫片同样能限制所述轴承600在所述内腔体510内进行轴向移动。应理解，在不脱离本实用新型基本构思的前提下，对所述轴承600限位的方式的灵活变换，均应视为在本实用新型限定的保护范围之内。
43.在本实用新型的另一些实施中，如图2所示，所述限位外保护套100的侧面设置供
电缆线通过的固定头110。张力传感器内的线缆统一从所述固定头110中导出，方便线缆的整理，且能防止线缆相互缠绕和打结。
44.在本实用新型的另一些实施中，如图4所示，还提供一种张力测量装置，所述张力测量装置包括一导辊800。所述导辊800的两端分别安装有上述的张力传感器。
45.因所述张力测量装置包括所述张力传感器，故所述张力测量装置的测量精度不受内部的部件组装的应力以及外部连接的应力的影响，并且所述张力测量装置还具有组装方便的优点。
46.在本实用新型的另一些实施例中，如图4所示，所述张力测量装置还包括与所述安装板300外侧面连接的安装法兰900。所述安装法兰900上设置有螺栓孔910。通过螺栓连接所述安装法兰900与外部设备，便能将所述张力测量装置安装于外部设备上。所述张力测量装置的安装方便快捷。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。