具有彈性體的負荷傳感器制造技術

一種負荷傳感器，包括彈性體，其中彈性體包括第一橫梁(3)和與第一橫梁相對放置的第二橫梁(5)；基座端(1)和與基座端相對放置的負荷接收端(2)，其中第一和第二橫梁通過提供彈性變形部分的彎曲點(6)連接到基座端和負荷接收端；以及密封腔(4)，其包括柔性壁和用于測量彈性體的響應于將要測量的負荷的彈性形變的傳感器裝置，其中密封腔在橫梁的彎曲點之間置于第一橫梁和/或第二橫梁中，柔性壁和傳感器裝置置于橫梁主體內，并且負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿(7)，其中第一端連接到密封腔的柔性壁，且第二端連接到相對的橫梁、基座端或負荷接收端中的一個或多個，以便響應于將要測量的負荷將杠桿的第二端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于測量負荷的負荷傳感器，包括彈性體，其安裝有用于檢測該彈性體的響應于要測量負荷的應變或形變的傳感器裝置。更具體地，本申請涉及一種包括彈性體的精確負荷傳感器，其中彈性體包括第一橫梁和與第一橫梁相對放置的第二橫梁；基座端和與基座端相對放置的負荷接收端，其中第一和第二橫梁通過提供多個彈性變形部分的彎曲點連接到基座端和負荷接收端；以及密封腔，其包括柔性壁和用于測量彈性體的響應于將要測量負荷的彈性形變的傳感器裝置。
技術介紹
很多的傳感器類型被設計為具有適于在一個密封腔中的傳感器裝置，該傳感器裝置由被帶動穿過密封腔中的柔性壁的杠桿激活。所述柔性壁保護傳感器裝置免受潮濕和腐蝕。多個例子是操縱桿和簡易力傳感器，但是在現(xiàn)有技術中精確測量只能通過裝備有平行四邊形的精確負荷傳感器實現(xiàn)。專利EP1451538描述了一種精確負荷傳感器，其具有安裝在置于負荷傳感器的基座端的密封腔中的傳感器裝置。根據(jù)專利EP1451538所述負荷傳感器在實際中確實顯現(xiàn)出一些問題。一個問題由溫度誘發(fā)的密封腔壁的變形引起，例如當太陽光線照在一個壁上時，增加該壁的尺寸且由此使密封腔變形并且影響傳感器裝置，其產(chǎn)生零點的暫態(tài)偏移。由于所述腔的在兩壁之間相對延長適當距離的幾何尺寸，溫度均衡將會不徹底，需要一定的時間且零點信號因此將僅僅會部分地并且然后緩慢地返回到正確的數(shù)值。一個進一步的問題是，傳感器裝置的溫度上升到高于周圍溫度，這由電子信號處理電路產(chǎn)生的能量引起，電子信號處理電路一般安裝在靠近傳感器裝置的負荷單元的基座端。該溫度上升難以補償負荷傳感器多個信號的零點和斜率，因為它是被添加到環(huán)境溫度上的。另一個問題是，通過施加在負荷傳感器上的負荷的偏心率的改變，腔和傳感器裝置的形變的變化，其改變平行四邊形的兩個橫梁中的力。因為所述橫梁直接鉸鏈接在密封腔上，橫梁中的變化的力會導致密封腔壁的形變的變化且因此影響傳感器裝置。由于施加的負荷的偏心率的變化，密封腔壁的該變化的變形降低了負荷傳感器的可獲取的精度。還有另外一個問題是，當基座端中的安裝螺栓為了安裝負荷單元而被擰緊時，密封腔和傳感器裝置的變形。公開號為No.US2003/0111277的美國專利申請描述了大量精確負荷傳感器，具有置于負荷傳感器基座端內的密封腔中的傳感器裝置，以及具有將在基座端內的密封腔的柔性壁連接到負荷接收部的杠桿。根據(jù)US2003/0111277的負荷傳感器呈現(xiàn)了與根據(jù)EP1451538的負荷傳感器相同的問題。美國專利5052505和公開號為No.US2011/0232393的美國專利申請都描述了負荷傳感器，其中用于安裝傳感器裝置的密封腔通過在平行四邊形的一個橫梁中磨出一個凹處且用蓋子關閉該腔體而創(chuàng)建。根據(jù)這些專利的負荷傳感器都呈現(xiàn)這種類型的負荷傳感器共性的問題，其中應變計被應用到平行四邊形的彎曲點處。當這種設計的負荷傳感器承受負荷時，橫梁的彎曲點處的應變計將會看到由于彎曲點的彎曲而產(chǎn)生的正應變，而在同一個橫梁的另一個彎曲點處的應變計將會看到負應變。然而除了彎曲應變之外，還會顯示在彎曲點中由于橫梁方向的縱向力而產(chǎn)生的應變。這些力和應變將會在橫梁的兩個彎曲點處都有相同的符號，且當負荷傳感器的信號在應變計的正常的惠斯頓橋連接中被測量時應該理想地互相抵消。在應變計本身和在應變計的結合中的不精確，伴隨著施加到負荷傳感器上的負荷的偏心率的變化會導致測量誤差，且這些誤差利用彎曲點的填充或磨削校正是費時費力的。本專利技術的目標是提供包括具有傳感器裝置的密封腔的負荷傳感器，傳感器裝置與負荷傳感器的其他部分熱絕緣，且當改變施加到負荷傳感器上的負荷的偏心率時不受橫梁中的力的變化的影響，且不被負荷傳感器的安裝螺栓的擰緊影響。
技術實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術，這個目標是通過提供一種精確負荷傳感器實現(xiàn)的，該精確負荷傳感器包括彈性體，其中彈性體包括：第一橫梁和與第一橫梁相對放置的第二橫梁；基座端和與基座端相對放置的負荷接收端，其中第一和第二橫梁通過提供彈性變形部分的彎曲點連接到基座端和負荷接收端；以及密封腔，其包括柔性壁和用于測量彈性體的響應于將要測量的負荷的彈性形變的傳感器裝置，且該密封腔置于第一橫梁和/或第二橫梁中，且柔性壁和傳感器裝置置于橫梁的彎曲點之間的橫梁的主體中。所述精確負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到相對的橫梁、所述基座端或所述負荷接收端中的一個或多個，以便響應于將要測量的負荷將杠桿的第二端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。這種方法和根據(jù)本專利技術將要測量的負荷可以借助置于密封腔中的多種類型的傳感器裝置測量，其由于有限的幾何尺寸和壁的緊密的熱耦合提供一種圍繞密封腔的彈性體的快速和接近徹底的溫度均衡。此外由橫梁的彎曲點提供的在橫梁與所述基座端以及負荷接收端之間的熱絕緣限制了進入密封腔和傳感器裝置的熱流入。置于橫梁中的密封腔的每側的固態(tài)壁中的低應變提供了在變化的負荷偏心率下密封腔柔性壁形變的非常低的改變。由于置于彎曲點間的橫梁中的密封腔和傳感器裝置，在負荷傳感器的應用中當緊固用于安裝所述固態(tài)基座端和固態(tài)負荷接收端的螺栓時看不到對測量的影響。在根據(jù)本專利技術的負荷傳感器的一個實施例中，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置置于橫梁的彎曲點之間的橫梁主體中。所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到相對的橫梁，以便響應于將要測量的負荷將相對的橫梁的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。由該實施例獲得的優(yōu)點是，具有傳感器裝置的密封腔與潮濕、熱和偏離的機械應力絕緣，以及通過由杠桿傳遞的橫梁的相對位移簡單激活傳感器裝置。在根據(jù)本專利技術的負荷傳感器的一個實施例中，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置置于橫梁的主體中且在橫梁的彎曲點之間。所述負荷傳感器進一步包括：具有第一端和第二端的第一杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端部通過彎曲點和連接到相對的橫梁的第二杠桿連接到相對的橫梁，以便響應于將要測量的負荷將相對的橫梁的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。由本實施例獲得的進一步的優(yōu)點是，根據(jù)負荷傳感器的特定應用通過改變杠桿的長度調整柔性壁的變形的可能性。在根據(jù)本專利技術的負荷傳感器的一個實施例中，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中。所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到負荷接收端，以便響應于將要測量的負荷將負荷接收端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。在根據(jù)本專利技術的負荷傳感器的一個實施例中，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于的橫梁的主體中。所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到基座端，以便響應于將要測量的負荷將基座端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。在根據(jù)本專利技術的負荷傳感器的一個實施例中，多個密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中。所述負荷傳感器進一步包括每個均具有第一端和第二端的多個杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到相對的橫梁和/或負荷接收端和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種精確負荷傳感器，其包括彈性體，其中彈性體包括：第一橫梁和與第一橫梁相對放置的第二橫梁；基座端和與基座端相對放置的負荷接收端，其中第一橫梁和第二橫梁通過彎曲點連接到基座端和負荷接收端，該彎曲點提供用于彈性變形的部分；以及包括柔性壁和傳感器裝置的密封腔，所述傳感器裝置用于測量彈性體的響應于將要測量的負荷的彈性形變，其特征在于，密封腔置于第一橫梁和/或第二橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中，并且所述精確負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁，且第二端連接到相對的橫梁、基座端或負荷接收端中的一個或多個，以便響應于將要測量的負荷將杠桿的第二端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.11 DK PA2014003061.一種精確負荷傳感器，其包括彈性體，其中彈性體包括：第一橫梁和與第一橫梁相對放置的第二橫梁；基座端和與基座端相對放置的負荷接收端，其中第一橫梁和第二橫梁通過彎曲點連接到基座端和負荷接收端，該彎曲點提供用于彈性變形的部分；以及包括柔性壁和傳感器裝置的密封腔，所述傳感器裝置用于測量彈性體的響應于將要測量的負荷的彈性形變，其特征在于，密封腔置于第一橫梁和/或第二橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中，并且所述精確負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁，且第二端連接到相對的橫梁、基座端或負荷接收端中的一個或多個，以便響應于將要測量的負荷將杠桿的第二端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。2.根據(jù)權利要求1所述的精確負荷傳感器，其特征在于，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中，所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的第一杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到相對的橫梁，以便響應于將要測量的負荷將相對的橫梁的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。3.根據(jù)權利要求1所述的精確負荷傳感器，其特征在于，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁的主體中，所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的第一杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端通過彎曲點和連接到相對的橫梁的第二杠桿連接到相對的橫梁，以便響應于將要測量的負荷將相對的橫梁的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。4.根據(jù)權利要求1所述的精確負荷傳感器，其特征在于，所述密封腔置于第一橫梁中，其中柔性壁和傳感器裝置在橫梁的彎曲點之間置于橫梁主體中，所述負荷傳感器進一步包括具有第一端和第二端的杠桿，其中第一端連接到密封腔的柔性壁且第二端連接到負荷接收端，以便響應于將要測量的負荷將負荷接收端的任意相對運動轉換成柔性壁的形變。5.根據(jù)權利要求1所述的精確負荷傳感器，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：尼爾斯·奧格·尤爾·艾勒森，
申請(專利權)人：尼爾斯·奧格·尤爾·艾勒森，
類型：發(fā)明
國別省市：丹麥;DK