一种测力装置的制作方法

本技术涉及测力装置，尤其涉及一种测力装置。

背景技术：

1、测力装置是工业自动化、实验力学及安全监测等领域中的关键设备，其核心原理通常是通过弹性体感知外力并产生形变，再利用粘附于弹性体表面的应变片将机械形变转换为电信号进行测量。

2、然而，传统的应变片测力装置在实际应用中面临若干技术瓶颈。首先，环境温度变化会导致弹性体和应变片本身产生热胀冷缩，引入显著的热输出误差，降低测量准确性。其次，在实际工况中，难以保证外力绝对沿弹性体主轴施加，任何轻微的偏载或弯矩都会产生额外的弯曲应变，这些非目标信号与目标拉压力信号混杂在一起，降低测量准确性。

3、因此，如何提供一种能够有效抑制环境温度和弯曲对测量结果干扰的测力装置，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于所述的分析，本实用新型旨在提供一种测力装置，用以解决现有技术中环境温度和外力引起的弹性体弯曲影响测力结果的问题。

2、本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一种测力装置，其包括：弹性体和桥式电路；所述弹性体在被测外力作用下发生形变；所述桥式电路包括贴设在所述弹性体表面的应变片，所述应变片用于产生与所述弹性体形变相对应的电信号，进行被测外力检测；

4、接入电桥相邻桥臂的2个应变片贴设在所述弹性体的同一测量区域，所述2个应变片的栅丝相互垂直，且其中一所述应变片的栅丝沿所述弹性体的主轴方向设置，用以抵消所述弹性体温度变化与弯曲应变引入的测量误差。

5、进一步地，所述2个应变片设置成t型应变片组。

6、进一步地，所述桥式电路的数量为2个，一所述桥式电路为主测量电路，另一所述桥式电路为备用电路或辅助测量电路。

7、进一步地，所述桥式电路为惠斯通全桥电路；一所述桥式电路的2组所述t型应变片组相对于所述弹性体的第一对称轴对称设置，另一所述桥式电路的2组所述t型应变片组相对于所述弹性体的第二对称轴对称设置，所述第一对称轴和所述第二对称轴相互垂直。

8、进一步地，所述弹性体为圆柱体，所述圆柱体包括测量部和非测量部；所述非测量部位于所述测量部的两端，所述非测量部的直径大于所述测量部的直径。

9、进一步地，所述弹性体具有中空容纳腔。

10、进一步地，还包括固定在所述中空容纳腔中的电池包、电池盒和应变数据采集盒；所述电池盒设置在所述电池包内，所述电池盒用于向所述应变数据采集盒供电；所述应变数据采集盒与所述应变片电连接。

11、进一步地，所述弹性体的侧壁上设置有显示屏，所述显示屏设置在所述非测量部的外壁上，所述显示屏用于显示测力结果。

12、进一步地，还包括出线孔和充电接口，所述出线孔和所述充电接口设置在所述非测量部。

13、进一步地，还包括盖板，所述盖板设置在所述弹性体的两端，所述盖板上设置有连接挂耳。与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下

14、有益效果：

15、(1)本实用新型的测力装置，包括弹性体和桥式电路，桥式电路包括贴设在弹性体表面的应变片；通过将接入电桥相邻桥臂的两个应变片以栅丝相互垂直的方式贴设于同一测量区域，且其中应变片的栅丝沿主轴方向设置，利用了电桥的差分补偿原理。这种布置使得由温度变化引起的热膨胀效应在相邻桥臂上产生大小相等、符号相同的电阻变化，从而相互抵消；同时，对于非主轴方向的弯曲应变，垂直布置的应变片一个受拉、一个受压，产生的电阻变化也相互抵消。最终，电桥输出信号消除了温度漂移和弯曲干扰，只敏感于弹性体主轴方向的被测外力，显著提高了测量的精确度和可靠性。

16、(2)本实用新型的测力装置中，将接入电桥相邻桥臂2个应变片设置成t型应变片组，一方面能实现两个应变片在弹性体同一测量区域的紧凑、规整布置，避免因应变片分散安装导致的位置偏差的问题，保障栅丝垂直关系的稳定性，确保误差抵消效果；另一方面，t型结构便于标准化生产与批量装配，降低了应变片安装时的对准难度，提升了装配效率与一致性，同时也为后续与桥式电路的连接提供了便利，减少了线路连接的复杂性。

17、(3)本实用新型的测力装置中，桥式电路选用惠斯通全桥电路，具有测量精度高、线性度好、信号放大倍数大的优势，能更灵敏地捕捉应变片的微小电信号变化，提升测量灵敏度；2个桥式电路相对于弹性体的两个相互垂直的对称轴布局，不仅能形成冗余备份，还可以全面捕捉弹性体在不同方向外力作用下的形变，避免因形变分布不均导致的局部测量偏差，且垂直对称的布置方式能进一步抵消弹性体非对称形变或外界干扰带来的误差，使全桥电路的测量性能得到充分发挥，大幅提升了装置在复杂受力场景下的测量精度与稳定性。

18、(4)本实用新型的测力装置中，将弹性体设计为带测量部和非测量部的圆柱体，非测量部直径大于测量部，可使弹性体受力时的形变集中在刚度相对较低的测量部，减少非测量部形变对测量的干扰，确保应变片仅检测与被测外力直接相关的形变，提升测量准确性；弹性体采用圆柱体结构具有良好的对称性，能使弹性体各方向受力均匀，减少应力集中现象，延长弹性体的使用寿命；同时，规整的圆柱结构也为应变片的对称安装提供了便利，便于实现误差抵消的设计目标。

1.一种测力装置，其特征在于，包括：弹性体（1）和桥式电路（2）；所述弹性体（1）在被测外力作用下发生形变；所述桥式电路（2）包括贴设在所述弹性体（1）表面的应变片（21），所述应变片（21）用于产生与所述弹性体（1）形变相对应的电信号，进行被测外力检测；

2.根据权利要求1所述的测力装置，其特征在于，所述2个应变片（21）设置成t型应变片组。

3.根据权利要求1或2所述的测力装置，其特征在于，所述桥式电路（2）的数量为2个，一所述桥式电路（2）为主测量电路，另一所述桥式电路（2）为备用电路或辅助测量电路。

4.根据权利要求3所述的测力装置，其特征在于，所述桥式电路（2）为惠斯通全桥电路；一所述桥式电路（2）的2组t型应变片组相对于所述弹性体（1）的第一对称轴对称设置，另一所述桥式电路（2）的2组t型应变片组相对于所述弹性体（1）的第二对称轴对称设置，所述第一对称轴和所述第二对称轴相互垂直。

5.根据权利要求1所述的测力装置，其特征在于，所述弹性体（1）为圆柱体，所述圆柱体包括测量部（11）和非测量部（12）；所述非测量部（12）位于所述测量部（11）的两端，所述非测量部（12）的直径大于所述测量部（11）的直径。

6.根据权利要求1所述的测力装置，其特征在于，所述弹性体（1）具有中空容纳腔（13）。

7.根据权利要求6所述的测力装置，其特征在于，还包括固定在所述中空容纳腔（13）中的电池包（3）、电池盒（4）和应变数据采集盒（5）；所述电池盒（4）设置在所述电池包（3）内，所述电池盒（4）用于向所述应变数据采集盒（5）供电；所述应变数据采集盒（5）与所述应变片（21）电连接。

8.根据权利要求5所述的测力装置，其特征在于，还包括显示屏（6），所述显示屏（6）设置在所述非测量部（12）的外壁上，所述显示屏（6）用于显示测力结果。

9.根据权利要求5所述的测力装置，其特征在于，还包括出线孔（7）和充电接口（8），所述出线孔（7）和所述充电接口（8）设置在所述非测量部（12）。

10.根据权利要求1所述的测力装置，其特征在于，还包括盖板（9），所述盖板（9）设置在所述弹性体（1）的两端，所述盖板（9）上设置有连接挂耳（91）。