基于磁流變材料的壓力傳感器制造技術

本發明專利技術公開一種基于磁流變材料的壓力傳感器，包括外殼，外殼與一底座固定連接，一磁流變彈性體設于底座的凹腔內，磁流變彈性體的上、下端面分別粘接上電極片、下電極片，底座凹腔的腔底與下電極片之間粘接固定有一絕緣薄膜，上電極片、下電極片分別通過導線與位于外殼外的信號調理模塊相連；一壓頭設于外殼腔內，壓頭的上端從外殼上端設置的過孔伸出，且與過孔間隙配合，壓頭的下端間隙配合在底座的凹腔中，與上電極片接觸，所述壓頭上套設有用于支撐壓頭的支撐彈簧，所述支撐彈簧的下端抵在底座的凹腔上端面，支撐彈簧的上端抵在壓頭上設有的定位凸臺的下端面。本發明專利技術反應迅速，可實現對動態及靜態力值的測量，易于維護，且穩定性好。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開一種基于磁流變材料的壓力傳感器，包括外殼，外殼與一底座固定連接，一磁流變彈性體設于底座的凹腔內，磁流變彈性體的上、下端面分別粘接上電極片、下電極片，底座凹腔的腔底與下電極片之間粘接固定有一絕緣薄膜，上電極片、下電極片分別通過導線與位于外殼外的信號調理模塊相連；一壓頭設于外殼腔內，壓頭的上端從外殼上端設置的過孔伸出，且與過孔間隙配合，壓頭的下端間隙配合在底座的凹腔中，與上電極片接觸，所述壓頭上套設有用于支撐壓頭的支撐彈簧，所述支撐彈簧的下端抵在底座的凹腔上端面，支撐彈簧的上端抵在壓頭上設有的定位凸臺的下端面。本專利技術反應迅速，可實現對動態及靜態力值的測量，易于維護，且穩定性好。【專利說明】基于磁流變材料的壓力傳感器
本專利技術涉及一種測量用的感應裝置，具體涉及基于磁流變材料的壓力傳感器，屬于磁流變材料及應用
。
技術介紹
現有的壓力傳感器種類繁多，分為壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器。壓阻式壓力傳感器是利用半導體材料壓阻效應制成，它的基片是由半導體材料制成，在外力作用下，基片產生形變，阻值發生變化，電橋失去平衡，從而輸出電壓信號。但現有的壓阻式壓力傳感器易受溫度影響，不穩定，重復性較差，不能實現對靜態力值的測量，對半導體的加工工藝要求復雜，不便于維修，且制造成本高。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種基于磁流變材料的壓力傳感器，該壓力傳感器反應迅速，可實現對動態及靜態力值的測量，且該壓力傳感器的結構簡單，易于維護，穩定性好。本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現: 一種基于磁流變材料的壓力傳感器，包括外殼，其特征在于:所述外殼與一底座固定連接，所述底座的上端面設有用于安裝磁流變彈性體的凹腔，一磁流變彈性體設于底座的凹腔內，所述磁流變彈性體的上、下端面分別粘接上電極片、下電極片，所述底座凹腔的腔底粘接固定一絕緣薄膜，所述磁流變彈性體下端粘接的下電極片與絕緣薄膜粘接固定，所述上電極片、下電極片分別通過導線與位于外殼外的信號調理模塊相連；一壓頭設于外殼腔內，壓頭的上端從外殼上端設置的過孔伸出，且與過孔間隙配合，壓頭的下端間隙配合在底座的凹腔中，與上電極片接觸，所述壓頭上套設有用于支撐壓頭的支撐彈簧，所述支撐彈簧的下端抵在底座的上端面，支撐彈簧的上端抵在壓頭上設有的定位凸臺的下端面，所述定位凸臺的上端面限位于外殼腔頂，通過底座與外殼將下電極片、磁流變彈性體、上電極片、支撐彈簧封裝在外殼內。所述壓頭的定位凸臺的上端面與外殼之間設有橡膠墊圈，所述橡膠墊圈粘接在外殼的腔頂。所述定位凸臺位于壓頭的上部。所述外殼呈圓柱體。所述上電極片、下電極片和磁流變彈性體與底座的凹腔內壁之間留有絕緣間隙，該絕緣間隙為1mm。所述底座由基座和支座構成，基座的中部設有凸臺，支座上開設有與基座的凸臺相配合的通孔，支座通過螺栓固定在基座上，使支座的通孔形成底座的凹腔，所述支座的外側壁與外殼焊接固定。所述磁流變彈性體為在強磁場的環境下制備而成的磁流變彈性體，該磁流變彈性體內填充有軟磁顆粒和微米級石墨顆粒，所述軟磁顆粒呈現鏈狀或柱狀排列，軟磁顆粒呈鏈狀或柱狀結構列的軸線應與上、下電極片表面垂直。所述底座、壓頭和外殼均采用不銹鋼材料。所述絕緣薄膜的厚度不超過0.1mm。所述信號調理模塊為S1109型電位計式信號調理模塊。本專利技術的有益效果:本專利技術結構簡單，磁流變彈性體放置在底座的凹腔內，磁流變彈性體的兩端粘接上電極片、下電極片，底座的凹腔腔底粘接有絕緣薄膜，下電極片粘接在底座的絕緣薄膜上，絕緣薄膜厚度不超過0.1_，該絕緣薄膜避免了下電極片與底座接觸，起絕緣作用。所述底座由基座和支座構成，便于磁流變彈性體和上、下電極片安裝在底座的凹腔內。設于外殼腔內的壓頭通過支撐彈簧安裝在底座的凹腔上端面，壓頭的下端間隙配合在底座的凹腔中，通過支撐彈簧支撐壓頭的重力，使壓頭的下端與磁流變彈性體上表面的電極片接觸，但磁流變彈性體的重力不會施加到磁流變彈性體上端面的上電極片，從而保證了本專利技術壓力傳感器的精確度。因壓頭受到壓力作用后擠壓磁流變彈性體，磁流變彈性體受壓使內部軟磁顆粒及石墨顆粒間距變小，導電性增強，磁流變彈性體兩端電極之間電阻減小。當受到靜態力作用，磁流變彈性體將產生穩定的應變，將會變化到另外一個穩定的阻值；當受到動態力值作用時，磁流變彈性體的內部顆粒間距也將隨著外力的不同，實時發生變化，同時產生變化的阻值，利用信號調理模塊將磁流變彈性體的電阻值變化轉換為電壓變化輸出，即可表征施加于傳感器的靜態與動態力值。由于磁流變彈性體電阻值的變化明顯、穩定性高，因此本專利技術的壓力傳感器反應迅速，易于維護，降低了成本，保證了本專利技術壓力傳感器的穩定性，且可實現對動態及靜態力值的測量。壓頭的定位凸臺與外殼之間設有橡膠墊圈，該橡膠墊圈避免了傳感器壓頭與外殼硬接觸，通過支撐彈簧和橡膠墊圈進一步平衡壓頭重力作用。所述磁流變彈性體內填充有軟磁顆粒和微米級石墨顆粒，所述磁流變彈性體在強磁場的環境下制備而成，本磁流變體內填充石墨顆粒可以有效提高其導電性，并在在壓力的作用下，磁流變彈性體電阻值的變化更加明顯，而且隨著壓力的連續作用，阻值同樣呈現了連續的變化趨勢，并且隨著壓力的撤消阻值也迅速恢復至沒有施加壓力的狀態，具有良好的可逆性。磁流變彈性體的軟磁顆粒呈現鏈狀或柱狀排列，軟磁顆粒呈鏈狀或柱狀結構列的軸線應與上、下電極片表面垂直，使磁流變彈性體的徑向導電性極弱。所述底座的凹腔內壁與上電極片、下電極片和磁流變彈性體之間留有Imm的絕緣間隙，該絕緣間隙保證了磁流變彈性體、上電極片和下電極片與底座之間的絕緣。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是本專利技術底座的剖視圖。圖3是本專利技術壓頭的結構示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。參加圖1、圖2和圖3所不的一種基于磁流變材料的壓力傳感器,包括外殼1、底座2、磁流變彈性體3、上電極片4、下電極片5、壓頭6、支撐彈簧7、導線8、絕緣薄膜9、信號調理模塊10和橡膠墊圈11，所述外殼I呈圓柱體，磁流變彈性體3的橫截面、壓頭6的橫截面、上電極片4、下電極片5和絕緣薄膜9呈圓形，所述底座2、壓頭6和外殼I均采用不銹鋼材料制成。所述外殼I頂部開設有過孔，所述過孔的直徑略大于壓頭6的直徑，外殼I的側壁設有兩個用于上電極片4、下電極片5上連接的導線穿過的導線孔。所述底座2由基座2-1和支座2-2構成，基座2-1的中部設有圓形的凸臺，支座2-2呈圓柱型，支座2_2中部開設有略大于基座2-1凸臺直徑的通孔，所述通孔與基座2-1的凸臺相配合，使支座2-2套在基座2-1的凸臺上，支座2-2通過螺栓12固定在基座2-1上，使支座2-2的通孔形成底座2的凹腔2-3，便于將磁流變彈性體3、上電極片4、下電極片5安裝在底座2的凹腔2_3中，支座2-2的側壁設有與外殼I的兩個導線孔對應的導線孔；絕緣薄膜9粘接固定在基座2-1的凸臺上，所述絕緣薄膜9采用硬質高分子材料制成，為最佳絕緣薄膜材料，絕緣薄膜9的厚度不超過0.1mm。所述磁流變彈性體3的上、下端面分別粘接固定有上電極片4、下電極片5，使磁流變彈性體3的上下端面與上電極片4、下電極片5緊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于磁流變材料的壓力傳感器，包括外殼（1），其特征在于：所述外殼（1）與一底座?(2)固定連接，所述底座?(2)的上端面設有用于安裝磁流變彈性體(3)的凹腔（2?3），一磁流變彈性體(3)設于底座?(2)的凹腔（2?3）內，所述磁流變彈性體(3)的上、下端面分別粘接有上電極片（4）、下電極片（5），所述底座凹腔的腔底粘接固定一絕緣薄膜(9)，所述磁流變彈性體(3)下端粘接的下電極片（5）與絕緣薄膜(9)粘接固定，所述上電極片（4）、下電極片（5）分別通過導線（8）與位于外殼（1）外的信號調理模塊(10)相連；一壓頭(6)設于外殼（1）腔內，壓頭(6)的上端從外殼（1）上端設置的過孔伸出，且與過孔間隙配合，壓頭（6）的下端間隙配合在底座?(2)的凹腔（2?3）中，與上電極片（5）接觸，所述壓頭(6)上套設有用于支撐壓頭（6）的支撐彈簧（7），所述支撐彈簧（7）的下端抵在底座?(2)的上端面，支撐彈簧（7）的上端抵在壓頭(6)上設有的定位凸臺（6?1）的下端面，所述定位凸臺（6?1）的上端面限位于外殼（1）腔頂，通過底座?(2)與外殼（1）將下電極片（5）、磁流變彈性體(3)、上電極片（4）、支撐彈簧(7)封裝在外殼（1）內。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：居本祥，張登友，楊百煉，唐銳，
申請(專利權)人：重慶材料研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;85