高精度薄片称重传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种高精度薄片称重传感器。


背景技术：

2.称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，按转换方法分为光电式、液压式、电容式以及电阻应变式等，其中以电阻应变式使用最广。
3.电阻应变式一般是在一个应变梁上粘接两个电阻应变计，形成一个半桥惠斯通电路，应用时需增设一个半桥惠斯通电路以组成全桥惠斯通电路。这种称重传感器受力时，由于力存在偏移的问题，从而导致称重传感器输出信号不稳定，致使称重不准。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种高精度薄片称重传感器，以缓解相关技术中电阻应变式称重传感器受力发生偏移时，导致称重结果不准的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：
6.本实用新型提供的一种高精度薄片称重传感器包括：应变区和受力区；
7.所述应变区包括两个应变梁，两个所述应变梁呈角度连接；所述应变梁上分别设有两个电阻应变计；
8.所述受力区连接在两个所述应变梁之间，且所述受力区的受力点位于两个所述应变梁的角平分线上。
9.进一步地，所述应变梁具有第一端和第二端，两个所述应变梁的第一端呈角度连接，两个所述应变梁的第二端之间的间隔范围为15mm-19mm。
10.进一步地，所述应变区还包括支撑梁，所述支撑梁的两端分别与两个所述应变梁的第二端连接，以使两个所述应变梁和所述支撑梁形成封闭结构。
11.进一步地，所述受力区与所述支撑梁之间设有间隙。
12.进一步地，所述高精度薄片称重传感器还包括支撑区；
13.所述支撑区与所述支撑梁连接以形成容纳空间，所述应变梁位于所述容纳空间内。
14.进一步地，所述应变梁与所述支撑区之间设有间隙。
15.进一步地，所述应变区、所述受力区和所述支撑区三者一体成型组成称重传感器本体，所述称重传感器本体具有两条相互垂直的对称线；两条所述对称线的交点与所述受力点重合，其中一条所述对称线与所述角平分线重合。
16.进一步地，所述称重传感器本体的厚度范围为1.0mm-2.5mm。
17.进一步地，所述受力区设有安装孔，所述安装孔用于安装力的导入零件，所述安装孔的轴线过所述受力点。
18.与现有技术相比，本实用新型提供的一种高精度薄片称重传感器所具有的技术优势为：
19.在本技术中，两个呈角度连接的应变梁上分别设有两个电阻应变计，从而组成了全桥惠斯通电路；受力点位于两个应变梁形成的夹角的角平分线上，则对该受力点施加力时，两个应变梁感受到相同大小的力，设于两个应变梁上的电阻应变计对应变形，力发生偏移时，两个应变梁的受力相互补偿，相应地，设于两个应变梁上的电阻应变计的变形相互补偿，使得上述的全桥惠斯通电路的输出不变，保证了称重结果的准确性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的高精度薄片称重传感器的示意图；
22.图2为沿图1的厚度方向的示意图。
23.图标：
24.01-称重传感器本体；
25.100-应变区；110-应变梁；120-支撑梁；111-第一端；112-第二端；
26.200-受力区；210-安装孔；
27.300-支撑区。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.本实施例提供的高精度薄片称重传感器，参考图1和图2，该高精度薄片称重传感器包括应变区100和受力区200；应变区100包括两个应变梁110，两个应变梁110呈角度连接；应变梁110上分别设有两个电阻应变计；受力区200连接在两个应变梁110之间，且受力区200的受力点位于两个应变梁110的角平分线上。
32.参考图1，两个呈角度连接的应变梁110上分别设有两个电阻应变计，从而组成了
全桥惠斯通电路；受力点位于两个应变梁110形成的夹角的角平分线上，则对该受力点施加力时，两个应变梁110感受到相同大小的力，设于两个应变梁110上的电阻应变计对应变形，力发生偏移时，两个应变梁110的受力相互补偿，相应地，设于两个应变梁110上的电阻应变计的变形相互补偿，使得上述的全桥惠斯通电路的输出不变，保证了称重结果的准确性。
33.进一步地，继续参考图1，应变梁110具有第一端111和第二端112，两个应变梁110的第一端111呈角度连接，两个应变梁110的第二端112之间的间隔范围为15mm-19mm。
34.请继续参考图1，应变梁110的上端即为第一端111，下端即为第二端112，两个第一端111连接，从第一端111到第二端112，两个应变梁110之间的间距逐渐增大，其中最大间距即为两个第二端112之间的间距，该间距在15mm-19mm之间，可以为15mm、17mm或19mm等。
35.具体应用时，施加于受力区200的力一分为二，均摊于两个应变梁110，从而使得两个应变梁110的变形程度相同，两个应变梁110上的电阻应变计对应变形，并输出电信号；力发生偏移时，两个应变梁110的受力相互补偿，相应地，设于两个应变梁110上的电阻应变计的变形相互补偿，从而使得电信号的输出不变。与现有称重传感器相比，两个对称设置的应变梁110消除了力偏移时带来的输出误差，提高了称重精度性能，保证了称重结果的准确性。另外，相对于设有电阻应变计的应变梁110的主要变形区，间隔有15mm-19mm距离的两个第二端112不参与变形，或者第二端112的变形可以忽略不计，如此则减小了两个应变梁110变形时，二者之间的相互干扰，从而提高了称重的精确度。
36.进一步地，参考图1，应变区100还包括支撑梁120，支撑梁120的两端分别与两个应变梁110的第二端112连接，以使两个应变梁110和支撑梁120形成封闭结构。
37.继续参考图1，两个第二端112分别与支撑梁120连接，则应变梁110受力变形时，由第二端112传递至支撑梁120的力可以忽略不计，不足以引起支撑梁120的变形。支撑梁120与两个应变梁110形成一个封闭整体，受力区200位于三者围成的封闭空间内，且受力区200与支撑梁120之间设有间隙，即受力区200与支撑梁120不接触，则受力区200受力时，该力由两个应变梁110均担，不作用于支撑梁120，第一端111与第二端112之间的区域为主要受力变形区，粘接于该区的电阻应变计受力变形，并输出对应的电信号。
38.具体应用时，首先受力区200受力，该力向四周分散，由于第二端112远离受力区200且不与受力区200接触，同时支撑梁120连接于第二端112，同样不与受力区200接触，使得力只能作用于应变梁110，且主要集中于应变梁110远离第二端112的区域，该区域受力变形，并使得电阻应变计变形，即该设计使得力最终主要作用于电阻应变计，从而保证了称重结果的准确性。
39.进一步地，请继续参考图1，高精度薄片称重传感器还包括支撑区300；支撑区300与支撑梁120连接以形成容纳空间，应变梁110位于容纳空间内。
40.具体的，支撑区300呈u型，支撑区300的两端均连接于支撑梁120，应变梁110受力变形时，由第二端112传递至支撑梁120的力可以忽略不计，则该力通过第二端112传递至支撑区300进一步消弱，更可以忽略不计。支撑区300与支撑梁120连接围成封闭的容纳空间，应变梁110位于容纳空间内，且应变梁110与支撑区300之间设有间隙，即应变梁110与支撑区300不接触，则受力区200受力时，该力依然由两个应变梁110均担，不作用于支撑梁120，也不作用于支撑区300。
41.称重时，受力区200受力，该力向四周分散，由于第二端112远离受力区200且不与
受力区200接触，同时支撑梁120连接于第二端112，同样不与受力区200接触，支撑区300与支撑梁120连接，不与应变梁110接触，从而使得力只能作用于应变梁110，且主要集中于应变梁110粘接有电阻应变计的区域，该区域受力变形，并带动电阻应变计变形，从而输出电信号。该设计使得力最终主要作用于电阻应变计，从而保证了称重结果的准确性。
42.进一步地，参考图1，应变区100、受力区200和支撑区300三者一体成型组成称重传感器本体01，称重传感器本体01具有两条相互垂直的对称线；两条对称线的交点与受力点重合，其中一条对称线与角平分线重合。
43.继续参考图1，称重传感器本体01呈方形，方形的两条垂直平分线的交点与受力区200的受力点重合，两个应变梁110关于其中一条垂直平分线对称。归结于称重传感器本体01的构造，其上下两端部和左右两端部由支撑区300和支撑梁120构成，则对受力点施加力时，上下两端部和左右两端部不参与变形，确保了电阻应变计的粘接区域为主要受力变形区，保证了称重结果的准确性。另外，称重传感器本体01一体化设计，加强了其整体强度，提高了载荷承受程度，延长了使用寿命。
44.进一步地，参考图2，称重传感器本体01的厚度范围为1.0mm-2.5mm。
45.具体的，应变区100、受力区200和支撑区300三者厚度相同，由三者一体成型构成的称重传感器本体01各个位置厚度一致，其厚度可以为1.0mm、1.5mm、2.0mm或2.5mm等，设计成该厚度尺寸，节省了高精度薄片称重传感器应用时的安装空间，也满足了应变梁110的受力变形要求，保证了电阻应变计可以随之变形，并输出电信号。
46.进一步地，参考图1，受力区200设有安装孔210，安装孔210的轴线过受力点，该安装孔210为通孔，便于安装力的导入零件，以对高精度薄片称重传感器施加力。
47.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。