专利名称：霍尔式力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，尤其是采用霍尔式的力传感器。
背景技术：
传统的应变片式力传感器是利用四片应变片安装在弹性体相应的位置，构成一个平衡式电桥，该电桥测量弹性体在力的作用下产生的形变，从而测得引起弹性体形变的力。由于采用4片应变片的结构，其安装十分不便，因此很难安装得完全对称，由此导致测量误差。

发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、精度高、线性好，尤其适用于便携式测量仪器的力传感器。
本实用新型设有弹性体、霍尔元件、永久磁钢和支架。弹性体的一端固定在支架上，霍尔元件设于弹性体的另一端，永久磁钢设于霍尔元件与支架之间的支架上。
所说的弹性体最好为中间呈空心的长方体形，空心部分的两端呈圆孔状，两圆孔之间为连槽。弹性体中的空心部分最好设于长方体的正中间。永久磁钢最好呈圆柱体形。
本实用新型利用霍尔元件能进行微小位移测量的优点，用霍尔元件代替应变片测量力传感器弹性体的形变从而实现力的测量。具有结构简单、精度高、线性好的优点，十分适合作为便携式测量仪器的传感器使用。


图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的应用电路框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型设有弹性体1、霍尔元件2、永久磁钢3和支架4。弹性体1的一端固定在支架4上，霍尔元件2设于弹性体1的另一端，永久磁钢3设于霍尔元件2与支架4之间的支架4上。弹性体为中间呈空心的长方体形，空心部分的两端呈圆孔状，两圆孔之间为连槽，可采用铝合金材料。弹性体中的空心部分设于长方体的正中间。永久磁钢呈圆柱体形。
当外力使弹性体发生形变时，弹性体的形变带动霍尔元件移动，其结果导致霍尔元件与安装在固定支架上的永久磁钢产生相对的位移。
霍尔元件输出的霍尔电势与激励电流I、磁场强度B之间满足以下关系UH＝KHIB显然，只要能够保证霍尔元件的驱动电流I恒定，同时处于均匀梯度的磁场中，霍尔元件输出的电动势UH就决定于霍尔元件与永久磁钢之间的相对位移。
即给霍尔元件的电流加上恒流源，则霍尔元件的霍尔输出与垂直偏移之间就会存在下面的关系UH∝X根据虎克定律，对于这个弹性体有F＝kX(其中k为该弹性体的虎克系数)，由此可得到U∝F系统的信号吸收放大过程可由如图2的电路系统来完成。在图2中，霍尔元件2分别与恒流源5和信号放大与温度补偿电路6连接，信号放大与温度补偿电路6的输出端接后续电路7。
将霍尔元件置于磁钢产生的线性梯度变化磁场之内，磁钢与霍尔元件的平距离保持在3mm。对固件施加力，从而产生一定的位移，然后再由放大电路输出电压，得出电压和力大小的线性关系。经一级放大后，通过计算，可以得出系统的误差为 ε加热后＝0.8769二级放大后，其误差为ε加热前＝0.0452，ε加热后＝0.0208由此可见，本系统可在不同的温度下能够较好地保持施加在固件上的力与电压的线性关系，从而测量出该力的大小。
权利要求1.霍尔式力传感器，其特征在于设有弹性体、霍尔元件、永久磁钢和支架，弹性体的一端固定在支架上，霍尔元件设于弹性体的另一端，永久磁钢设于霍尔元件与支架之间的支架上。
2.如权利要求1所述的霍尔式力传感器，其特征在于所说的弹性体为中间呈空心的长方体形。
3.如权利要求1所述的霍尔式力传感器，其特征在于所说的空心部分的两端呈圆孔状，两圆孔之间为连槽。
4.如权利要求2或3所述的霍尔式力传感器，其特征在于弹性体中的空心部分设于长方体的正中间。
5.如权利要求1所述的霍尔式力传感器，其特征在于永久磁钢呈圆柱体形。
专利摘要涉及一种传感器，尤其是采用霍尔式的力传感器。设有弹性体、霍尔元件、永久磁钢和支架，弹性体的一端固定在支架上，霍尔元件设于弹性体的另一端，永久磁钢设于霍尔元件与支架之间的支架上。利用霍尔元件能进行微小位移测量的优点，用霍尔元件代替应变片测量力传感器弹性体的形变从而实现力的测量。具有结构简单、精度高、线性好的优点，十分适合作为便携式测量仪器的传感器使用。
文档编号G01L1/04GK2665691SQ20032013148
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者陈文芗, 陈宁 申请人:厦门大学