專利名稱：激光光電分析天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稱量器具，是一種分析天平。
背景技術(shù)：
電子分析天平的傳感器采用應(yīng)變傳感器，它是在合金鋁或合金鋼條粘貼單晶硅基片，基片上擴散出迂回線狀的P型或N型半導(dǎo)體電阻條，并接成電橋。在壓力的作用下合金鋁或合金鋼條發(fā)生形變，帶動單晶硅基片變形，根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，電阻條的電阻率發(fā)生變化，引起電阻值的變化，引入到測量電路后，其輸出電壓的變化就反映出所受壓力的變化情況，達(dá)到稱量物體質(zhì)量的目的。 由于單晶硅基片用膠粘劑粘貼在合金鋁或合金鋼條上，膠粘劑層具有一定韌性，有緩沖作用，另外合金鋁或合金鋼條的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不是均勻的晶體結(jié)構(gòu)，在微小的壓力下難以保證形變的線性。所以現(xiàn)有的應(yīng)變傳感器的分辨率不高，電子分析天平的精確度還不夠高。 另外，由于迂回線狀的半導(dǎo)體電阻條暴露在環(huán)境電磁場中，極易受到干擾，無法保證稱量的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高精度、抗電磁干擾強的分析天平，以方便使用。
本發(fā)明的方案是激光光電分析天平，其特征是在基座的一個水平面上貼有一
片上表面鍍有銀鏡的石英玻璃條作為反射鏡；在反射鏡的上方平行設(shè)置另一片下表面鍍有
銀鏡的石英玻璃條-一上玻璃條，兩片玻璃條之間具有一定間隔，上玻璃條作為形變元件，
一端固定在基座上，另一端懸掛有秤盤；基座上裝有激光發(fā)射器，以一固定傾角向形變元件
上玻璃條的下表面發(fā)射激光束，激光束在兩個鏡面之間多次反射，在激光束多次反射后的
落點處裝有光點位置傳感器；光點位置傳感器是在條狀陶瓷基片上均勻涂有硫化鎘光敏材
料層，光敏材料層的上面制有兩條線性電阻電阻片，電阻片縱向左右分布，中間留有一均勻
的透光縫隙，電阻片與光敏材料層的電阻率之比大于100倍以上，每條電阻片的同一端端
頭引出；激光光點投射在上述透光縫隙上，光點位置傳感器的兩個引腳作為一個變量電阻
連接在一個電橋中，電橋的兩個輸出端連接到現(xiàn)有電子天平中的測量放大電路的輸入接口上。 本發(fā)明的優(yōu)點是當(dāng)壓在形變元件的上玻璃條上的壓力大小變化時，上玻璃條形變程度發(fā)生變化，反射的激光束角度相應(yīng)變化，經(jīng)多次反射，這一變化不斷累積加強，最后激光光點照射到光點位置傳感器上兩條電阻片之間的縫隙，照射處的硫化鎘光敏材料導(dǎo)通，將兩條電阻片在該處連通，根據(jù)光點的位置上下不同輸出不同的電阻值，反應(yīng)出光點的位置信息。由于本發(fā)明采用了內(nèi)部由晶體構(gòu)成的石英玻璃作為測量力的大小的形變元件，形變與受力大小的關(guān)系具有良好線性。而且形變元件直接輸出光反射的變量，沒有中間緩沖，靈敏度高。另外，由于采用了光學(xué)結(jié)構(gòu)，具有抗電磁干擾的優(yōu)點。


下面根據(jù)附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是光點位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是測量放大電路的前置輸入級的電路圖。
標(biāo)記說明 圖1中1激光發(fā)射器，2上玻璃條，3激光束，4秤盤掛桿，5刀口 ， 6秤盤，7反射鏡，8光點位置傳感器，9基座。 圖2中801陶瓷基片，802光敏材料層，803電阻片，804弓|腳壓接頭，805引腳。
圖3中8光點位置傳感器，VCC電源端，R1、R2、R3電阻，A、B電橋輸出端。
具體實施例方式
參見圖l，實施例的結(jié)構(gòu)是在基座9的一個水平面上貼有一片上表面鍍有銀鏡的石英玻璃條作為反射鏡7 ;在反射鏡7的上方平行設(shè)置另一片下表面鍍有銀鏡的石英玻璃
條-一上玻璃條2，兩片玻璃條之間具有一定間隔，上玻璃條2作為形變元件，一端固定在基座9上，另一端懸掛有秤盤6。 反射鏡7的銀鏡鍍在上表面、上玻璃條2的銀鏡鍍在下表面，而不是像普通玻璃鏡的結(jié)構(gòu)，是為了激光束直接在表面反射，防止出現(xiàn)玻璃表面對光的反射造成的干擾光點。
基座9上裝有激光發(fā)射器1，以一固定傾角向形變元件上玻璃條2的下表面發(fā)射激光束3，激光束3在兩個鏡面之間多次反射，在激光束3多次反射后的落點處裝有光點位置傳感器8。 光點位置傳感器結(jié)構(gòu)參見圖2，在條狀陶瓷基片801有硫化鎘光敏材料層802，光敏材料層802的上面有兩條電阻片803，電阻片803縱向左右分布，中間留有一均勻的透光縫隙，每條電阻片的端頭設(shè)有引腳805，兩個引腳805位于同一端，傳感器的表面涂有透明環(huán)氧樹脂保護層。 光敏材料層802均勻涂覆在陶瓷基片801上并燒結(jié)而成，厚度以及制造工藝與現(xiàn)有的光敏電阻相同。 電阻片803通過真空磁控飛濺工藝制成，工藝和現(xiàn)有的電位器中的電阻片相同。電阻片為線性電阻。 硫化鎘光敏材料采用低電阻率，電阻片采用高電阻率，電阻率之比大于100倍以上，以消除因光照強度不同時硫化鎘光敏材料本身的電阻影響。比如實施例的傳感器在導(dǎo)通點的電阻為IOQ，而電阻片的電阻為10KQ/mm。這樣，假如光照點到引腳處構(gòu)成的有效電阻為IOOKQ，則總電阻為IOO.OIOKQ，當(dāng)光照強度受到其它因素影響變?nèi)?，?dǎo)通點的電阻為12 Q時總電阻為100.012KQ，基本沒有影響。 由于硫化鎘光敏材料、電阻片的材料為均勻的微小粉末，因而具有較高的分辨率，經(jīng)實驗，實施例的傳感器可以鑒別直徑2mm激光點位移0. Olmm。 參見圖3，光點位置傳感器8的兩個引腳作為一個變量電阻，與電阻Rl 、R2、R3組成一個電橋，電橋的兩個輸出端A、B連接到現(xiàn)有電子天平中的測量放大電路的輸入接口上，將變量電壓輸送到測量放大電路進行處理，從而實現(xiàn)稱重顯示。測量放大電路為現(xiàn)有的成熟技術(shù)，原理不再詳述。 綜上所述，當(dāng)壓在形變元件上玻璃條2上的壓力大小變化時，上玻璃條2形變程度發(fā)生變化，反射的激光束3角度相應(yīng)變化，經(jīng)多次反射，這一變化不斷累積加強，最后激光光點照射到光點位置傳感器8上，光點位置傳感器8根據(jù)光點的位置上下不同輸出不同的電阻值，電橋輸出不同電壓，經(jīng)測量放大電路處理，從而實現(xiàn)稱重顯示。
權(quán)利要求
激光光電分析天平，其特征是在基座(9)的一個水平面上貼有一片上表面鍍有銀鏡的石英玻璃條作為反射鏡(7)；在反射鏡(7)的上方平行設(shè)置另一片下表面鍍有銀鏡的石英玻璃條---上玻璃條(2)，兩片玻璃條之間具有一定間隔，上玻璃條(2)作為形變元件，一端固定在基座(9)上，另一端懸掛有秤盤(6)；基座(9)上裝有激光發(fā)射器(1)，以一固定傾角向形變元件上玻璃條(2)的下表面發(fā)射激光束(3)，激光束(3)在兩個鏡面之間多次反射，在激光束多次反射后的落點處裝有光點位置傳感器(8)；光點位置傳感器(8)是在條狀陶瓷基片上(801)均勻涂有硫化鎘光敏材料層(802)，光敏材料層(802)的上面制有兩條線性電阻電阻片(803)，電阻片(803)縱向左右分布，中間留有一均勻的透光縫隙，電阻片與光敏材料層的電阻率之比大于100倍以上，每條電阻片的同一端端頭引出；激光光點投射在上述透光縫隙上，光點位置傳感器(8)的兩個引腳作為一個變量電阻連接在一個電橋中，電橋的兩個輸出端(A、B)連接到現(xiàn)有電子天平中的測量放大電路的輸入接口上。
全文摘要
本發(fā)明是激光光電分析天平，兩片表面鍍有銀鏡的石英玻璃條上下平行設(shè)置，一個激光發(fā)射器以一固定傾角向形變元件上玻璃條的下表面發(fā)射激光束，激光束在上下玻璃條的兩個鏡面之間多次反射，在激光束多次反射后的落點處裝有光點位置傳感器，光點位置傳感器作為一個變量電阻連接在一個電橋中，電橋的兩個輸出端連接到現(xiàn)有電子天平中的測量放大電路的輸入接口上。當(dāng)上玻璃條上的壓力大小變化時，形變變化致使反射的激光束角度相應(yīng)變化，經(jīng)多次反射、累積加強，光點位置傳感器輸出相應(yīng)的電阻值，經(jīng)測量放大電路處理，實現(xiàn)稱重。本發(fā)明具有良好線性、靈敏度高，具有抗電磁干擾的優(yōu)點。
文檔編號G01D5/30GK101706312SQ200910154670
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者盧能曉 申請人:盧能曉