專利名稱：張力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測(cè)量線材張力的傳感器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)電訊事業(yè)的發(fā)展，光纖、光纜及各種特種線材應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)于制造業(yè)的質(zhì)量提出了更高要求。線材的張力是控制質(zhì)量的重要因素。一組或一束光纖或線纜中，要求每根纖或線應(yīng)具有同樣的張力，這就要求有一種專門的儀器來(lái)檢測(cè)。但是，目前有關(guān)檢測(cè)線材張力的儀器，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，檢測(cè)精度不高，操作比較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，檢測(cè)靈敏的張力傳感器。
本實(shí)用新型提出的張力傳感器，由傳感器軸、電路板和外殼組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。傳感器軸4的前端為導(dǎo)輪安裝軸，后端為軸固定端，與外殼緊固，中間部分為雙孔梁結(jié)構(gòu)，雙孔壁外側(cè)分別粘貼四片電阻應(yīng)變計(jì)，組成全電橋，并由導(dǎo)線連接到后端的接線端子上；傳感器外殼3為筒狀結(jié)構(gòu)，傳感器軸4和變送電路板5安裝于內(nèi)；傳感器軸4的前端伸出外殼，用來(lái)安裝導(dǎo)輪10，外殼前端安裝有前蓋2，前蓋2與傳感器軸前端有間隙，該間隙既作為傳感器軸的位移位置，又作為過(guò)載保護(hù)，調(diào)整間隙后，用2個(gè)錐形銷9固定；外殼3的后端處裝入變送器電路板5，由后蓋7封固；后蓋上裝有航空插座6，供電源和傳感器信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型中，變送器電路由傳感器軸上的4片電阻應(yīng)變計(jì)組成的全電橋和一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路、濾波電路、電橋供壓電路經(jīng)電路連接構(gòu)成。其電路見圖2所示。本電路的各個(gè)模塊均可采用常規(guī)電路。
本實(shí)用新型的工作原理如下傳感器在受到外力(張力)F作用時(shí)，傳感器軸4產(chǎn)生位移，貼在雙孔梁上的電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值R發(fā)生變化(見圖3所示)，電阻片Ra、Rd的阻值減小，電阻片Rb、Rc的阻值增加，使原來(lái)平穩(wěn)的電橋變成不平穩(wěn)(Vout＝V1-V2)，經(jīng)一級(jí)放大，達(dá)到0-2V，再經(jīng)第二級(jí)放大，可達(dá)到0-10V，再經(jīng)濾波輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)張力的檢測(cè)和控制。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是a、電阻變化量ΔR＜＜R，輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系。
b、Ra、Rd和Rb、Rc的極性不同，即一組為拉應(yīng)變，另一組為壓應(yīng)變，輸出電壓為兩者之和，利用這一特點(diǎn)可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償和提高測(cè)量的靈敏度。
c、傳感器軸采用雙孔梁結(jié)構(gòu)，作用力F能對(duì)應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生變化，顯示張力數(shù)值，但對(duì)前端即懸臂L位置無(wú)關(guān)，即作用力不受張力位置影響，可提高檢測(cè)精度。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為本實(shí)用新型的變送器電路圖。
圖3為本實(shí)用新型的電橋電路。
圖4為本實(shí)用新型的傳感器軸結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號(hào)1為安裝板，2為前蓋，3為外殼，4為傳感器軸，5為變送器電路板，6為插座，7為后蓋，8為內(nèi)六角螺釘，9為圓錐銷，10為導(dǎo)輪。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
根據(jù)圖4所示，傳感器軸4的長(zhǎng)度82mm，其中，用于安裝導(dǎo)輪10的前端為圓柱形，長(zhǎng)度為20mm，直徑為10mm。后端長(zhǎng)度32mm，直徑為16mm，其上設(shè)有電阻應(yīng)變片的接線端子。中間部分長(zhǎng)度為30mm，正方形邊長(zhǎng)8mm，雙孔梁的孔直徑為6mm，兩孔貫通，孔壁外側(cè)面貼4片薄膜型電阻片應(yīng)變計(jì)，組成全電橋，用細(xì)導(dǎo)線連接到后端的接線端子上。外殼3為圓筒形，其大小尺寸與傳感器軸4匹配，并設(shè)有各種安裝孔。前蓋2、后蓋7與外殼3前、后端尺寸匹配，前蓋2的軸孔與傳感器軸4的軸端之間設(shè)有一定間隙，供傳感器軸受力發(fā)生位移之用，并可作為過(guò)載保護(hù)，調(diào)整間隙后，用兩個(gè)錐形銷9固定。電路設(shè)置于電路板5上，安裝于傳感器軸4的后端，由后蓋7將外殼后端封固，傳感器軸4后端用內(nèi)六角螺釘8與外殼3固定。傳感器軸4前端與導(dǎo)輪10之間設(shè)有安裝板1，用于安裝傳感器。
本實(shí)用新型變送器電路中，I區(qū)為電阻片應(yīng)變計(jì)組成等臂電橋，其中，Ra＝Rb＝Rc＝Rd＝R，電阻R3、R4、R5、W1為平衡調(diào)整電路(見3所示)，在未受外力作用時(shí)，調(diào)整電橋平衡，即調(diào)整為零電壓輸出。
II區(qū)為第一級(jí)放大器在低于10KΩ的傳感器中，失調(diào)電壓有關(guān)的誤差處于支配地位，雙極輸入運(yùn)算放大器則具有低失調(diào)電壓和低失調(diào)電壓溫度漂移，經(jīng)本區(qū)放大器放大后，最大輸出電壓可達(dá)0-2V，如在只需測(cè)量和顯示的使用場(chǎng)合，傳感器采用一級(jí)放大器即能滿足要求。
III區(qū)第二級(jí)放大器如果在對(duì)張力進(jìn)行控制的使用場(chǎng)合，則應(yīng)進(jìn)入第二級(jí)放大，其輸出信號(hào)電壓為0-10V。
IV區(qū)濾波電路為減少干擾與輸出匹配而設(shè)置的濾波電路。
V區(qū)電橋供壓電路為提高電橋穩(wěn)定性及減少溫度漂移而設(shè)置。
上述電路的輸出信號(hào)為0-10V或0-2V電壓輸出，4-20mA或0-20mA電流輸出。
根據(jù)圖2連接得到變送器電路，根據(jù)圖1所示安裝，得到所需的張力傳感器產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種張力傳感器，其特征在于由傳感器軸、電路板和外殼組成，傳感器軸(4)的前端為導(dǎo)輪安裝軸，后端為軸固定端，與外殼緊固，中間部分為雙孔梁結(jié)構(gòu)，雙孔壁外側(cè)分別粘貼四片電阻應(yīng)變計(jì)，組成全電橋，并由導(dǎo)線連接到后端的接線端子上；傳感器外殼(3)為筒狀結(jié)構(gòu)，傳感器軸(4)和變送電路板(5)安裝于內(nèi)；傳感器軸(4)的前端伸出外殼，用來(lái)安裝導(dǎo)輪(10)，外殼前端安裝有前蓋(2)，前蓋(2)與傳感器軸前端有間隙，外殼(3)的后端處裝入變送器電路板(5)，由后蓋(7)封固；后蓋上裝有航空插座(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力傳感器，其特征在于所說(shuō)的變送器電路板上的電路由傳感器軸上的4個(gè)電阻片應(yīng)變計(jì)構(gòu)成的全橋電路和一級(jí)放大電路、濾波電路、電橋供壓電路依次經(jīng)電路連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的張力傳感器，其特征在于所說(shuō)變送器電路的一級(jí)放大電路與濾波電路之間接有二級(jí)放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力傳感器，其特征在于所說(shuō)全橋電路中4個(gè)電阻片應(yīng)變計(jì)的電阻值相等。
專利摘要本實(shí)用新型為一種用于測(cè)量線材張力的傳感器。它由傳感器軸、電路板和外殼組成。傳感器軸采用雙孔梁結(jié)構(gòu)，其上粘貼4個(gè)電阻片應(yīng)變計(jì)，組成全電橋。傳感器軸和電路板安裝于筒形外殼內(nèi)。電路由全橋電路、一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路、濾波器和供壓電路組成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，檢測(cè)靈敏度高，可用于各種線材的張力檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01L5/10GK2709964SQ200420081249
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者陳守均, 秦貞娣 申請(qǐng)人:上海永通機(jī)械廠