具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪的制作方法

本技术涉及轧制，具体涉及一种具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪。

背景技术：

1、金属板材由轧机轧制而成，板材的轧制力是生产中非常重要的一个参数，测量轧制力的传感器称为测力计，安装在轧机牌坊内，直接承受轧制力并将力值转换为电信号输出。受工作环境的制约，测力计为扁平结构，垂直高度约为74mm，具有过载能力高、皮实耐用、响应时间短的特点。

2、目前，轧制力测力计多为电阻应变片式，在测力计中承载轧制力的部件称为弹性体，弹性体内贴装电阻应变片，当测力计受力弹性体变形后，电阻应变片的阻值相应变化，从而得出轧制力。因为板材生产时，轧制力非常大，因而弹性体需要有较高的承载力和过载能力。

3、通常在轧钢生产现场，测力计与二次仪表通过一两百米长的电缆线连接，存在电阻应变片电桥激励电压衰减和模拟量信号被干扰的问题。

4、受轧机结构设计不完善、均压板变形、安装不平整等因素影响，轧制力不能均匀地传递到测力计的工作面上，使测力计发生偏载，不仅会影响轧制力的测量精度，而且在严重的情况下，会损坏测力计和轧机。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，以解决轧制力的精确测量问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、本实用新型提供了一种具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，该数字测量仪包括测力计和二次仪表，测力计用于获取力值数据并发送给二次仪表，二次仪表用于向测力计发送校准指令；

4、测力计包括多个测力单元、多个信号放大器以及处理单元，所述多个测力单元中的每个测力单元用于输出力值信号，所述多个测力单元中的每个测力单元与对应的信号放大器连接，信号放大器与处理单元连接，处理单元经由通讯模块与二次仪表通讯连接；

5、测力计的弹性体为扁平结构，每个测力单元的内部设置有延伸方向相同的一个第一类孔和四个第二类孔，第一类孔的直径大于第二类孔的直径，第一类孔和第二类孔中的每个孔的深度均短于弹性体的宽度，四个第二类孔均匀地分布在第一类孔的周围，第一类孔内黏贴有相同的四条电阻应变片，四条电阻应变片包括第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片，第一电阻应变片和第三电阻应变片设置在第一类孔内的上下两侧，第一电阻应变片和第三电阻应变片用于测量弹性体水平方向的应变，第二电阻应变片和第四电阻应变片设置在第一类孔内的左右两侧，第二电阻应变片和第四电阻应变片用于测量弹性体垂直方向的应变；

6、同一个第一类孔中的四条电阻应变片连接成惠斯通电桥，测力方向相同的电阻应变片连接成电桥的对角，在电桥中，第一电阻应变片与第四电阻应变片之间的接线端以及第二电阻应变片与第三电阻应变片之间的接线端用于接收电桥激励电压信号，第一电阻应变片与第二电阻应变片之间的接线端以及第四电阻应变片与第三电阻应变片之间的接线端用于输出电桥输出电压信号。

7、可选地，处理单元包括多个adc模块和一个mcu模块，每一个信号放大器与所述多个adc模块中对应的adc模块连接。

8、可选地，弹性体的垂直高度为74mm。

9、可选地，测力单元的数量为3个。

10、可选地，在弹性体的表面上，在所述多个测力单元中的相邻两个测力单元中间的位置处，设置有条形凹槽，条形凹槽的延伸方向与第一类孔的延伸方向相同。

11、本实用新型的有益效果包括：

12、本实用新型提供的具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪包括测力计和二次仪表，测力计用于获取力值数据并发送给二次仪表，二次仪表用于向测力计发送校准指令；测力计包括多个测力单元、多个信号放大器以及处理单元，所述多个测力单元中的每个测力单元用于输出力值信号，所述多个测力单元中的每个测力单元与对应的信号放大器连接，信号放大器与处理单元连接，处理单元经由通讯模块与二次仪表通讯连接；测力计的弹性体为扁平结构，每个测力单元的内部设置有延伸方向相同的一个第一类孔和四个第二类孔，第一类孔的直径大于第二类孔的直径，第一类孔和第二类孔中的每个孔的深度均短于弹性体的宽度，四个第二类孔均匀地分布在第一类孔的周围，第一类孔内黏贴有相同的四条电阻应变片，四条电阻应变片包括第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片，第一电阻应变片和第三电阻应变片设置在第一类孔内的上下两侧，第一电阻应变片和第三电阻应变片用于测量弹性体水平方向的应变，第二电阻应变片和第四电阻应变片设置在第一类孔内的左右两侧，第二电阻应变片和第四电阻应变片用于测量弹性体垂直方向的应变；同一个第一类孔中的四条电阻应变片连接成惠斯通电桥，测力方向相同的电阻应变片连接成电桥的对角，在电桥中，第一电阻应变片与第四电阻应变片之间的接线端以及第二电阻应变片与第三电阻应变片之间的接线端用于接收电桥激励电压信号，第一电阻应变片与第二电阻应变片之间的接线端以及第四电阻应变片与第三电阻应变片之间的接线端用于输出电桥输出电压信号。在测力计中分布多个测力单元，每个单元独立单独输出力值信号，测力计与二次仪表连接后，不仅能够检测出总的轧制力，还可以得出轧制力在测力计上的分布情况，判断是否发生偏载。将仪器电路前置到测力计内，测力计和二次仪表通过通讯的方式连接，消除了电阻应变片电桥激励电压衰减和模拟信号被干扰的问题。

技术特征：

1.一种具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，其特征在于，所述数字测量仪包括测力计和二次仪表，所述测力计用于获取力值数据并发送给所述二次仪表，所述二次仪表用于向所述测力计发送校准指令；

2.根据权利要求1所述的具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，其特征在于，所述处理单元包括多个adc模块和一个mcu模块，每一个信号放大器与所述多个adc模块中对应的adc模块连接。

3.根据权利要求1所述的具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，其特征在于，所述弹性体的垂直高度为74mm。

4.根据权利要求1所述的具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，其特征在于，所述测力单元的数量为3个。

5.根据权利要求4所述的具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，其特征在于，在所述弹性体的表面上，在所述多个测力单元中的相邻两个测力单元中间的位置处，设置有条形凹槽，所述条形凹槽的延伸方向与第一类孔的延伸方向相同。

技术总结
本技术提供一种具有偏载检测功能的轧制力数字测量仪，涉及轧制技术领域。该测量仪包括测力计和二次仪表，测力计包括多个测力单元；每个测力单元内部设置有一个第一类孔和四个第二类孔，第一类孔内黏贴有四条电阻应变片；四条应变片连接成惠斯通电桥，测力方向相同的应变片连接成电桥对角，第一与第四应变片之间及第二与第三应变片之间接线端用于接收电桥激励电压信号，第一与第二应变片之间及第四与第三应变片之间接线端用于输出电桥输出电压信号。在测力计中分布多个测力单元，可检测出总的轧制力，还可判断是否发生偏载。将仪器电路前置到测力计内，消除了电阻应变片电桥激励电压衰减和模拟信号被干扰的问题，实现了轧制力的精确测量。

技术研发人员：刘晓蒙,卢俞彬,罗明德,黄晓陆,张怀锁
受保护的技术使用者：上海工业自动化仪表研究院有限公司
技术研发日：20230721
技术公布日：2024/1/15