专利名称：悬壁式动态张力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种悬壁式动态张力传感器，适用于纺织、针织、化纤、丝绸、 光纤光缆、金属拉丝、磁力线、碳纤维、玻璃纤维、塑料薄膜等行业对运动中的物体张力的在 线检测用的力传感器。
背景技术：
传统的悬壁式力的传感器是一端固定，变形端采用桥式应变片粘结在变形端两面 的形式，检测端对受力位移使应片的阻抗变化与张力大小的变化呈线性电信号输出，具有 结构简单、精度高、线性好、抗扁载能力强的特点。由于该项技术在实际应用中过载能力和 弹性恢复能力及一致性较差，从而影响了传感器的使用寿命和检测精度，由于应变片胶水 的氧化作用，长时间的应用对其可靠性和稳定性也有影响，另外应变片受温度的影响产生 的漂移，使零位的不准，严重影响了在线检测的效果，由于应变片的形变量有限使传感器输 出的信号较弱，从而造成构件较长。
发明内容本实用新型专利的目的是在传统的悬壁梁式力传感器的基础上提供了一种智能 型、零位自动补偿型的动态张力传感器，特别是对片状和带状运动物体的检测性能更佳。本 实用新型的特征在于张力传感器由固定端、变形端和检测端三部分所组成，固定端紧固在 固定平板上中间为受力变形端，变形端为等截面长方形和等强度梯形及中心剪切梁式等 结构形式。检测端的前端装有与被测运动物体接触的传导部件及检测头或检测轮，后端固 有两组磁性体，磁性体所形成的磁场中固定有磁敏传感器；传导部件的两边装有运动物体 的检测头或检测轮，磁性体为两组单头或双头结构形式，磁敏传感器为两个的组合形式，检 测头或检测轮为线状或片状形式。其特点是结合利用变形端的弹性材料受力形变量和磁敏传感器这两种传感元件 的复合作用，将被测物体的张力变化转化成弹性材料响应的位移量，这一位移量与检测端 的磁场强度变化量相对应，并与磁敏传感器输出的电信号呈线性关系。特别是双磁敏传感 器温度系数的互补，及输出信号的增大，使动态张力检测的精度、稳定性及可靠性得到了保 证，特别是剪切梁式的结构形式对片状或膜状物体的动态张力的检测更精确、实时，其抗扁载能力更佳。

附图1为本发明的基本结构示意图，所采用的磁性体为单头的双传感器形式；图 2为悬壁梁应变式破面结构的示意图；图3为中心剪切梁式单磁性体双传感器的结构示意 图；图4为中心剪切梁式双磁性体双传感器的结构示意图；图5为悬壁式单磁性体双传感 器的结构示意图；图6为悬壁式双磁性体双传感器的结构示意图；图7为悬壁梁应变式的 结构示意图；图8为悬壁式等强度的张力检测装置，由单磁性体双传感器的结构示意图；图9为悬壁式膜状动态张力检测装置的结构示意图；图10为悬壁式带状。图中1.固定端；2.固定平板；3.变形端；4.检测端；5.磁性体；6.磁敏传感器；7.应 变片；8.传导部件；9.检测头或检测轮；10.弹性材料；11.运动物体；12.紧固件；13.滚 动轴；14.轴套。
具体实施方式以下对本实用新型专利做进一步详细说明。悬壁式动态张力传感器的弹性材料10为金属薄片，采用合金材料。选用不同的弹 性摸量、不同密度、不同长度或不同厚度悬壁梁时，可改变测力范围、分辨率大小及对受力 变形量的线性控制，从而达到测量要求。测量过程中，检测端4在力的作用下，通过变形端3与固定端1产生一定的位移， 同时带动磁性体5发生相应位移，由此引起磁场变化，并以磁敏传感器6电压线性变化的形 式输出，实时测出运动物体11的张力变化值。采用中心剪切梁式的悬壁式动态张力的检测 装置，特别适应片状和带状物体张力的动态检测，具有结构简单、性能稳定、抗疲劳、抗扁载 能力强的特点。所采用的磁性体5可以是双组单头或双组双头，改变磁性体5在检测端4的位置， 或改变磁性体5的强度、间距、大小时，也均可调整测力范围和分辨率的大小，双磁敏传感 器6的互补作用，使动态检测免受温度的影响，双磁敏传感器6的应用，使输出信号有了双 倍的增加，测定结果更精确、实时。
权利要求悬壁式动态张力传感器，其特征在于包括固定端(1)、变形端(3)和检测端(4)三部分所组成；固定端(1)紧固在固定平板(2)上，中间为受力变形端(3)，检测端(4)的前端装有与被测运动物体(10)接触的传导部件(8)及检测头或检测轮(9)，检测端(4)的后端固定有磁性体(5)，磁性体(5)所形成的磁场中固定有磁敏传感器(6)，传导部件(8)的两边装有运动物体(11)的检测头或检测轮(9)。
2.如权利要求1所述的悬壁式动态张力传感器，其特征在于所述弹性体的变形端(3) 为等截面长方体或等强度梯形结构，或采用中心剪切梁式的结构形式。
3.如权利要求1所述的悬壁式动态张力传感器，其特征在于检测端(4)的磁敏传感器 (6)为两个的组合形式。
4.如权利要求1所述的悬壁式动态张力传感器，其特征在于所述磁性体(5)为两组单 头或双头形式。
5.如权利要求1所述的悬壁式动态张力传感器，其特征在于检测端(4)的前端为传导 部件(8)，传导部件(8)的顶端为检测头或检测轮。
6.如权利要求1所述的悬壁式动态张力传感器，其特征在于检测端(4)与运动物体 (11)的检测头或检测轮(9)为线状或片状形式。
专利摘要悬壁式动态张力传感器，适用于丝、纱、线、片状、带状、膜状物体在加工卷绕过程中对张力进行检测、控制的装置。该装置由固定端、变形端、检测端三部分组成。检测端的前部为受力端，后部固有磁性体和磁敏传感器，变形端的弹性体由等截面长方体和等强度结构组成，也可采用中心剪切梁式的结构形式，磁性体可采用单磁头和双磁头形式。优点是结合利用了悬壁式和双磁敏传感器的复合作用，将被测物体的张力变化转化成变形端弹性体相应的位移量，这一位移量与磁敏传感器输出的电信号呈线性关系，双磁敏传感器对温度漂移的互补作用及输出信号的增大，可实现动态张力检测的实时性与真实性。
文档编号G01L5/04GK201772963SQ20092020996
公开日2011年3月23日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者杨蓉, 杨金保 申请人:杨金保;杨蓉