帶預(yù)緊力壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓力傳感器，傳感器由兩只大、小量程傳感器2、5組合而成，主要結(jié)構(gòu)是大量程傳感器2與小量程傳感器5通過級聯(lián)螺栓3連接，兩傳感器中間夾置止停套筒4，小量程傳感器上加一彈簧裝置6，彈簧裝置6頂端連接止停擋板8。當(dāng)作用力F值比較小時，力通過彈簧裝置傳遞給兩個傳感器，兩傳感器串行工作，由于預(yù)緊力的作用彈簧不壓縮，此時讀數(shù)以小量程讀數(shù)為準。作用力F增大至超過彈簧預(yù)緊力時，彈簧開始壓縮，止停擋板8與大螺帽7接觸之后，小量程讀數(shù)不再改變，此時以大量程讀數(shù)為準。本壓力傳感器可對大量程動態(tài)載荷實現(xiàn)高精度測量。
【專利說明】帶預(yù)緊力壓力傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，特別指用于各領(lǐng)域中大量程、高精度壓力測量的壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的壓力傳感器，通常大量程傳感器對小力值測量的絕對誤差較大，而小量程傳感器雖然測量精度較高，但當(dāng)過載時會發(fā)生破壞。在實際測量過程中，既需要傳感器有較大的測量范圍又需要對小力值的精確測量。為此一些研究者采用整體式結(jié)構(gòu)將大、小量程測力元件整合在一個彈性體上以實現(xiàn)上述應(yīng)用目的。但此種傳感器制造成本高，且一個傳感器只能針對某一類測量問題。還有一些科研單位將兩個不同量程傳感器串聯(lián)，中間安裝止停裝置，止停裝置依靠止停間隙實現(xiàn)，間隙量由小量程傳感器彈性體額定變形量確定，間隙量微小，不易加工，測量精度難保證。因而，研制一種根據(jù)需要，可適用于不同量程和測量精度的壓力傳感器是符合實際測量需求的。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種壓力傳感器，這種壓力傳感器將兩種不同量程的壓力傳感器進行有機組合來實現(xiàn)大量程、高精度測量。
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題由如下方案來實現(xiàn):壓力傳感器，由兩只大、小不同量程傳感器2、5組合而成，主要結(jié)構(gòu)是大量程傳感器2與小量程傳感器5通過級聯(lián)螺栓3連接，兩傳感器中間夾置止停套筒4，在套筒底部剛性連接小量程傳感器5，小量程傳感器上加一彈簧裝置6，彈簧裝置6頂端連接止停擋板8。
[0005]本實用新型專利還包括如下方案:小量程傳感器可以更換，更換后可根據(jù)量程重新調(diào)節(jié)預(yù)緊力，并需保證預(yù)緊力加上彈簧剛度乘間隙量不超過小量程傳感器額定載荷。
[0006]本壓力傳感器工作原理為:設(shè)止停擋板8受力為F，當(dāng)力值比較小的時候，由于彈簧有預(yù)緊力，彈簧不會壓縮，力相當(dāng)于通過一個剛性體傳遞到小量程傳感器5，此時測量讀數(shù)以小量程傳感器5的輸出數(shù)據(jù)為準，測量精度高；力值F增大超過預(yù)緊力時彈簧壓縮至止停擋板8與止停套筒4上的大螺帽7接觸，此時，小量程傳感器5上受到的壓力不再繼續(xù)增加而受到保護。此后，測力讀數(shù)以大量程傳感器2為準，從而實現(xiàn)大量程測量。在實際測量時，為避免因數(shù)據(jù)采集的切換而增加電控裝置，可在線同時對大、小量程傳感器的數(shù)據(jù)進行采集，然后再根據(jù)兩路輸出數(shù)據(jù)情況，離線確定所采用傳感器的輸出值。預(yù)緊力至小量程傳感器量程的這一段數(shù)據(jù)曲線可以根據(jù)之前、之后的數(shù)據(jù)擬合而成，因為這一數(shù)據(jù)段不準確。只要預(yù)緊力大小足夠接近小量程傳感器最大量程，這一數(shù)據(jù)段就可以很小，相比于應(yīng)用單純彈簧放大止停問隙時，小量程傳感器的整個量程都不準確，要精確的多。
[0007]本實用新型的優(yōu)點是:1、根據(jù)測量需要可組裝成不同量程和測量精度的壓力傳感器，拆裝方便、使用靈活。2、無需額外增加電子控制裝置，測量系統(tǒng)可靠性高。3、解決了用彈簧來放大止停間隙時，由彈簧振動所帶來的測量誤差?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1是帶預(yù)緊力壓力傳感器的裝配圖。
[0009]圖2是彈簧裝置6的結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖中1.底座，2.大量程傳感器，3.級聯(lián)螺栓，4.止停套筒，5小量程傳感器，6.彈簧裝置，7.大螺帽，8.止停擋板。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖舉例實施:如圖1所示，本壓力傳感器由兩只現(xiàn)有不同量程的大、小壓力傳感器2、5組合構(gòu)成。將大量程傳感器2與小量程傳感器5通過級聯(lián)螺栓3連接在一起，兩傳感器中間夾置止停套筒4，小量程傳感器5上剛性連接彈簧裝置6，其頂端再連接止停擋板8。
[0012]現(xiàn)舉例說明:有一個火箭發(fā)動機推力測量任務(wù)，已知火箭發(fā)動機的最大推力為100KN。假設(shè)選用一款最大量程為100KN的壓力傳感器，該大量程傳感器的相對誤差為1%。，則該大量程傳感器的最大測量誤差是100N，這對發(fā)動機的尾推力的測量是不夠精確的。對此采用本壓力傳感器進行測量，分別選用100KN大量程傳感器2和IKN小量程傳感器5各一個進行組合，并假設(shè)兩傳感器的最大誤差均為1%。、零件間的摩擦系數(shù)為0.01、零件間的最大滑動法向壓力為10N，則該測量系統(tǒng)在O?IKN測量范圍內(nèi)最大測量誤差為:1000X1%。+10X0.01=1.1N。為了使小量程傳感器5在IKN?100KN的測量范圍內(nèi)受到保護，需要合理選擇彈簧剛度K和長度L。假設(shè)彈簧自由長度58MM，預(yù)緊10MM，止停間隙I?2MM，相當(dāng)于彈簧最大壓縮量為11?12麗時達到的彈力IKN左右(計算時用比IKN略小的值計算)，所以剛度選值范圍為83?90N/MM，從而彈簧裝置4的彈簧剛度應(yīng)選為K=88N/MM。
【權(quán)利要求】
1.帶預(yù)緊力壓力傳感器，由兩只大、小量程傳感器組合而成，主要結(jié)構(gòu)是大量程傳感器(2)與小量程傳感器(5)通過級聯(lián)螺栓(3)連接，兩傳感器中間夾置止停套筒(4)，在套筒底部剛性連接小量程傳感器(5)，小量程傳感器上加一彈簧裝置(6)，彈簧裝置(6)頂端聯(lián)接止停擋板(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征是:小量程傳感器上端聯(lián)接帶預(yù)緊力的彈簧裝置，當(dāng)載荷大小未達到預(yù)緊力值之前，力傳遞屬于剛性傳遞，避免了由于彈簧振動所帶來的慣性力、阻尼力的影響，從而提高了系統(tǒng)對動態(tài)力的測量精度。
【文檔編號】G01L5/00GK203587262SQ201320689562
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】王朝陽, 李海濱, 姚立 申請人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)