专利名称：一种称重传感器的弹性体的制作方法
技术领域：
一种称重传感器的弹性体技术领域：
本实用新型涉及称量领域，尤其涉及一种称重传感器的弹性体。背景技术：
传统柱式称重传感器具有非线性的固有缺陷，使其精度难以提高。对于此非线性 固有缺陷，目前往往采用外加半导体应变计进行反向补偿，例如专利号C拟685849。由于外 加半导体应变计产生的反向曲线形状并不能与传感器的固有非线性在全程完全镜像，因而 其线性度难以做到很高；同时，半导体应变计对温度变化非常敏感，加入半导体应变计后， 还需再对其进行温度补偿。由于半导体应变计阻值的分散性以及温度补偿元件阻值的分散 性，其引入了更多的附加误差，限制了传感器精度的提高，并增加了制造成本和物料成本。
发明内容现有技术中，称重传感器的弹性的应变区通常为等截面正方柱体，例如专利号 C拟685849。当弹性体受到压力时，由于泊松比的影响，其弹性体的纵向应变量与横向应变 量相差较大，通常横向应变量是纵向应变量的0. 2-0. 3，进而使贴于纵向与横向上的应变计 电阻变化率相差很大，将四个应变计连成惠斯通电桥后，导致电桥输出与载荷变化的呈明 显的非线性关系。鉴于此，本发明为了解决现有技术中的称重传感器的弹性体的非线性的固有缺 陷，提供了 一种称重传感器的弹性体。一种称重传感器的弹性体，所述弹性体上开有第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲 孔和第二盲孔被隔膜隔开，其特征在于所述第一盲孔和第二盲孔关于所述弹性体的轴线 对称。由于采用了两个对称的第一盲孔7和第二盲孔8，在弹性体受重的情况下，弹性体 的横向应变量达到纵向应变量的0. 7-0. 8，而现有技术中弹性体的横向应变量是纵向应变 量的0. 2-0. 3，即本实用新型的弹性体的横向应变量与纵向应变量很接近。本实用新型还有以下优选实施例所述第一盲孔和第二盲孔底部分别设有第一电阻应变计和第二电阻应变计，所述 第一电阻应变计和第二电阻应变计相连构成惠斯通电桥。所述第一电阻应变计包括第一纵向丝栅和第一横向丝栅，所述第二电阻应变计包 括第二纵向丝栅和第二横向丝栅；所述第一横向丝栅被所述第一纵向丝栅隔开成相对称的 两部分，所述第二横向丝栅被所述第二纵向丝栅隔开成相对称的两部分；所述第一纵向丝 栅、第一横向丝栅、第二纵向丝栅和第二横向丝栅分别构成所述惠斯通电桥的第一电阻、第 二电阻、第三电阻和第四电阻。现有技术中弹性体需要四个单轴电阻应变计，分别贴于弹性体应变区的四个面， 每个单轴电阻应变计对应惠斯通电桥中的一个电阻。例如，专利号C拟685849。本实用新 型只有两个贴片工作面，因而这种单轴电阻应变计无法应用于本实用新型的两个相对称 的盲孔中；而本实用新型的此种半桥式电阻应变计应用于两个对称的盲孔中，可正确地反 映出应变区横向应变及纵向应变；同时使得惠斯通电桥的四个桥臂负荷变化接近均衡，弹性体的惠斯通电桥输出与其所受负荷的关系更接近线性关系，可满足C3级甚至更高级别 的线性要求。所述第一盲孔和第二盲孔的纵截面的形状为具有四个圆弧角的菱形。所述第一盲孔和第二盲孔的纵截面的形状为具有三个圆弧角的三角形。所述第一盲孔和第二盲孔的纵截面是长条形，所述长条形与所述弹性体的轴线相 垂直的两边是曲线。经过所述第一盲孔和第二盲孔的中心的横截面中，所述隔膜的厚度与所述第一盲 孔或第二盲孔宽度的比为1/50-1/5。上述方案中的盲孔的三种形状和隔膜厚度的设定，都进一步使弹性体的横向应变 量更接近纵向应变量。所述隔膜的中心与所述弹性体的轴线重合。上述方案能保证弹性体能够稳定地承压，并且偏载误差较小。
图1是本实用新型的一种具体实施例的整体图；图2是图1的横切面A-A的位置示意图；图3是横切面A-A示意图；图4是图1中的具体实施例中的第一电阻应变计；图5是图1中的具体实施例中的第二电阻应变计；图6是图4和图5组成的电路原理图；图7是本实用新型的另一种实施例的示意图；图8是本实用新型的另一种实施例的示意图。
具体实施方式
如图1-3所示的柱式弹性体，包括承力球顶la、lb，防摆柱面加、213，保护壳焊接位 3，隔膜4、防转面5、贴于隔膜4中心的第一电阻应变计6，以及第一盲孔7和第二盲孔8，其 中，第一盲孔7和第二盲孔8的纵截面(与弹性体轴线和隔膜4相平行)的形状是具有四个 圆弧角的菱形，第一盲孔7和第二盲孔8相对于弹性体轴线对称分布，两者被隔膜4隔开， 隔膜4的中心与弹性体的轴线相重合，隔膜4又可称之为应变敏感区，第一盲孔7和第二盲 孔8的底部分别贴有构造相同的第一电阻应变计6和第二电阻应变计9。经过第一盲孔7 和第二盲孔8的横截面A-A中，第一盲孔7和第二盲孔8的宽度是隔膜厚度的5-50倍，且 隔膜4与弹性体形成类“工”形状，此形状是第一盲孔7和第二盲孔8相对于弹性体的轴线 对称而必然具有的构造，如图3所示。如图4所示，第一电阻应变计6，亦可称之为半桥电阻应变计6，包括了第一纵向丝 栅10和第一横向丝栅11，第一横向丝栅11被第一纵向丝栅10隔开成相对称的两部分。如 图5所示，第二电阻应变计9包括第二纵向丝栅12和第二横向丝栅13，第二横向丝栅13被 第二纵向丝栅12隔开成相对称的两部分；，第一纵向丝栅10、第一横向丝栅11、第二纵向 丝栅12和第二横向丝栅13分别构成惠斯通电桥的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3 和第四电阻R4，两个电阻应变计的对应端口相连后，形成惠斯通电桥的四个输出端口 U1、 U2、U3和U4，其中Ul为第一纵向丝栅10与第一横向丝栅11的连接端Ul，U2为第二纵向 丝栅12与第二横向丝栅13的连接端U2，第一纵向丝栅10的自由端a2与第二横向丝栅13的自由端bl连接后成端口 U4，第一横向丝栅11的自由端al与第二纵向丝栅12的自由端 M连接后成端口 U3。由于采用了两个对称的第一盲孔7和第二盲孔8，在弹性体受重的情况下，弹性体 的横向应变量达到纵向应变量的0. 7-0. 8，而现有技术中弹性体的横向应变量是纵向应变 量的0. 2-0. 3，即本实用新型的弹性体的横向应变量与纵向应变量很接近。现有技术中弹性体需要四个单轴电阻应变计，分别贴于弹性体应变区的四个面， 每个单轴电阻应变计对应惠斯通电桥中的一个电阻.例如，专利号C拟685849.本实用新 型只有两个贴片工作面，因而这种单轴电阻应变计无法应用于本实用新型的两个相对称 的盲孔中；而本实用新型的此种半桥式电阻应变计应用于两个对称的盲孔中，可正确地反 映出应变区横向应变及纵向应变；同时使得惠斯通电桥的四个桥臂负荷变化接近均衡，弹 性体的惠斯通电桥输出与其所受负荷的关系更接近线性关系，可满足C3级甚至更高级别 的线性要求。盲孔的横截面处的宽度是盲孔厚度的5-50倍，两个盲孔相对于弹性体轴线对称 分布，两个盲孔之间的隔膜的中心与弹性体轴线相重合，盲孔的纵截面的四个角是圆弧角， 这些都使得弹性体的横向应变量与纵向应变量更接近，线性度得到进一步提高，甚至达到 了 C4级线性度。另外，两个盲孔相对于弹性体轴线对称分布，并且两个盲孔之间的隔膜的中心与 弹性体轴线相重合，能保证弹性体能够稳定地承压，并且偏载误差较小。实践中，盲孔纵截面的形状还可采用如图7所示的带有圆弧角的三角形，或者如 图8所示的长条形，该长条形的与弹性体轴线垂直的两边是圆弧，盲孔的这两种形状，同样 可以达到盲孔的纵截面是带圆弧角的菱形所产生的上述效果。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种称重传感器的弹性体，所述弹性体上开有第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔 和第二盲孔被隔膜隔开，其特征在于所述第一盲孔和第二盲孔关于所述弹性体的轴线对 称。
2.如权利要求1所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述第一盲孔和第二盲孔 底部分别设有第一电阻应变计和第二电阻应变计，所述第一电阻应变计和第二电阻应变计 相连构成惠斯通电桥。
3.如权利要求2所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述第一电阻应变计包括 第一纵向丝栅和第一横向丝栅，所述第二电阻应变计包括第二纵向丝栅和第二横向丝栅； 所述第一横向丝栅被所述第一纵向丝栅隔开成相对称的两部分，所述第二横向丝栅被所述 第二纵向丝栅隔开成相对称的两部分；所述第一纵向丝栅、第一横向丝栅、第二纵向丝栅和 第二横向丝栅分别构成所述惠斯通电桥的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。
4.如权利要求1所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述第一盲孔和第二盲孔 的纵截面的形状为具有四个圆弧角的菱形。
5.如权利要求1所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述第一盲孔和第二盲孔 的纵截面的形状为具有三个圆弧角的三角形。
6.如权利要求1所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述第一盲孔和第二盲孔 的纵截面是长条形，所述长条形与所述弹性体的轴线相垂直的两边是曲线。
7.如权利要求1、4、5或6所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，经过所述第一盲 孔和第二盲孔的中心的横截面中，所述隔膜的厚度与所述第一盲孔或第二盲孔宽度的比为 1/50-1/5。
8.如权利要求1所述的称重传感器的弹性体，其特征在于，所述隔膜的中心与所述弹 性体的轴线重合。
专利摘要本实用新型公开了一种称重传感器的弹性体，所述弹性体上开有第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔和第二盲孔被隔膜隔开，所述第一盲孔和第二盲孔关于所述弹性体的轴线对称。所述第一盲孔和第二盲孔底部分别设有第一电阻应变计和第二电阻应变计，所述第一电阻应变计和第二电阻应变计相连构成惠斯通电桥。本实用新型的有益效果是由于采用了两个对称的第一盲孔和第二盲孔，在弹性体受重的情况下，弹性体的横向应变量达到纵向应变量的0.7-0.8，即横向应变量与纵向应变量很接近，弹性体的惠斯通电桥输出与其所受负荷的关系更接近线性关系，可满足C3级甚至更高级别的线性要求。
文档编号G01G21/00GK201837447SQ201020589668
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者査毅超 申请人:査氏电子实业(深圳)有限公司