本實用新型涉及張力檢測領(lǐng)域，具體的，涉及一種紗線張力傳感器。

背景技術(shù)：

紗線張力傳感器作為力敏型傳感器之一，需通過彈性體檢測受力，并通過檢測電路將物理受力轉(zhuǎn)換為電信號，從而測出當(dāng)前的受力情況。彈性體的品質(zhì)對傳感器性能影響很大。在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，彈性體并不能立即恢復(fù)原位，有隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象,包含彈性蠕變和彈性后效，統(tǒng)稱為滯彈性。因此，傳感器彈性體的選擇，對傳感器的性能至關(guān)重要。

選擇彈性材料時，依據(jù)之一是彈性材料的彈性模量E，以及彈性材料的彈性后效和熱彈性效應(yīng)對性能的影響。彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù)，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。常用的紗線張力傳感器彈片有鈹青銅彈片、鋼質(zhì)彈片，鈹青銅的彈性模量128GPa，鋼片的彈性模量200GPa。這兩種金屬彈片在使用一段時間后，均會出現(xiàn)彈性疲勞，零位會向張力大的方向漂移，從而出現(xiàn)測量誤差。

另外，力敏傳感器大多是采用應(yīng)變片作為主要元件。一般情況下，會使用膠水將應(yīng)變片貼到彈性體上，在彈性體受外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時，應(yīng)變片的電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化。而膠容易老化，且怕油污，在彈性體每日幾十萬次的彎曲形變下，應(yīng)變片與彈性體的粘接處會發(fā)生蠕變等情形，從而導(dǎo)致傳感器零位的漂移，出現(xiàn)測量誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種穩(wěn)定性高，測量精度高且可調(diào)節(jié)零位的紗線張力傳感器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的紗線張力傳感器包括殼體、感應(yīng)組件以及電路板，殼體設(shè)置有槽道和內(nèi)腔，槽道與內(nèi)腔通過槽道底板隔離，槽道底板設(shè)置有缺口，感應(yīng)組件通過缺口由內(nèi)腔伸入槽道內(nèi)，電路板位于內(nèi)腔內(nèi)部。電路板設(shè)置有主控電路模塊、感應(yīng)電路模塊、運算放大器電路模塊以及零位調(diào)節(jié)電路模塊，感應(yīng)電路模塊向主控電路模塊發(fā)送感應(yīng)模擬信號，主控電路模塊根據(jù)感應(yīng)模擬信號進(jìn)行運算并將感應(yīng)模擬信號發(fā)送至運算放大器電路模塊。零位調(diào)節(jié)電路模塊獲取零位按鍵信號并將零位按鍵信號發(fā)送至主控電路模塊。

由上述方案可見，本實用新型的紗線張力傳感器通過設(shè)置有零位調(diào)節(jié)電路模塊，可通過調(diào)節(jié)零位使得傳感器的測量更加精確，同時，通過調(diào)零的設(shè)置，傳感器的使用時間得到延長，保障傳感器的使用壽命。此外，傳感器通過檢測感應(yīng)組件所受的壓力值，通過主控電路進(jìn)行補償以及運算放大器電路的放大處理，使得檢測的精度大大提高。

一個方案中，電路板還設(shè)置有外接接口，運算放大器電路模塊將放大的感應(yīng)模擬信號發(fā)送至外接接口。

由此可見，設(shè)置外接接口，可將傳感器檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送至外接設(shè)備，以便用戶查看數(shù)據(jù)，有利于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異常，便于調(diào)整。

另一個方案中，殼體還設(shè)置有外接通孔以及按鍵通孔，外接通孔與外接接口相對設(shè)置，按鍵通孔與零位調(diào)節(jié)電路模塊的零位按鍵相對設(shè)置。

由此可見，為了防止將零位按鍵設(shè)置在殼體外部出現(xiàn)誤觸的情況以及增大傳感器體積的情況，零位調(diào)節(jié)電路模塊的零位按鍵設(shè)置在殼體的內(nèi)部，同時在殼體上設(shè)置與零位按鍵相對的按鍵通孔，便于用戶觸發(fā)按鍵，進(jìn)行零位調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的方案中，電路板還設(shè)置有指示燈，指示燈與主控電路模塊電連接。

由此可見，為了指示傳感器是否處于工作情況，設(shè)置指示燈，可讓用戶獲知傳感器的工作狀態(tài)，同時，在進(jìn)行零位調(diào)節(jié)時，有助于用戶根據(jù)指示燈的提示完成調(diào)零的設(shè)置。

進(jìn)一步的方案中，感應(yīng)組件與殼體的底部傾斜設(shè)置，槽道底板的一部分與感應(yīng)組件平行設(shè)置；感應(yīng)組件包括陶瓷彈片、陶瓷感應(yīng)觸頭以及彈片基座，陶瓷彈片的兩端分別與陶瓷感應(yīng)觸頭和彈片基座固定連接，彈片基座可拆卸固定在內(nèi)腔內(nèi)。

由此可見，本實用新型的紗線張力傳感器利用陶瓷彈片作為彈性體，陶瓷彈片具有較高彈性模量，可提高傳感器的響應(yīng)速度。同時，與紗線接觸的部件也采用陶瓷感應(yīng)觸頭，利用陶瓷的光滑表面，減少對紗線的磨損，保障紗線產(chǎn)品的質(zhì)量，同時可減少因磨損而產(chǎn)生的灰塵。

進(jìn)一步的方案中，陶瓷彈片上設(shè)置有應(yīng)變片，應(yīng)變片燒結(jié)在陶瓷彈片上。

由上述方案可見，為了防止應(yīng)變片與彈性體的粘接處會發(fā)生蠕變等情形，本紗線傳感器將應(yīng)變片燒結(jié)在陶瓷彈片上，使應(yīng)變片與陶瓷彈片合為一體，避免出現(xiàn)蠕變而產(chǎn)生零位漂移的情況，影響傳感器的測量精度，同時提高傳感器的穩(wěn)定性。

更進(jìn)一步的方案中，陶瓷感應(yīng)觸頭包括受力部和限位塊，受力部的一部分由內(nèi)腔伸入槽道內(nèi)，限位塊由受力部的底部延伸而成。

由此可見，由于陶瓷彈片的剛度較大，在出現(xiàn)較大的物理形變時，容易出現(xiàn)折斷情況，因此，設(shè)置了限位塊，防止陶瓷彈片出現(xiàn)較大的物理變形時，起到保護(hù)作用。

具體的方案中，槽道的兩端分別設(shè)置有進(jìn)出口瓷件，進(jìn)出口瓷件通過固定彈片固定于殼體上。

由此可見，紗線傳感器在使用時需要通過導(dǎo)向元件引導(dǎo)紗線的行進(jìn)方向，因此，在槽道的兩端分別設(shè)置有進(jìn)出口瓷件，使得在引導(dǎo)紗線行進(jìn)的過程中，減少磨損。此外，通過固定彈片將進(jìn)出口瓷件固定于殼體上，利用固定彈片的彈性，便于拆卸維修。

較具體的方案中，殼體包括相互配合的第一殼體和第二殼體，第一殼體設(shè)置有第一清潔通孔，第二殼體設(shè)置有第二清潔通孔，第一清潔通孔與第二清潔通孔相對設(shè)置。

由此可見，紗線張力傳感器在工作過程中容易接觸灰塵，設(shè)置清潔通孔，可便于操作人員進(jìn)行傳感器的清理，避免灰塵影響內(nèi)部電路的正常工作，同時提高傳感器的工作穩(wěn)定性。

更具體的方案中，內(nèi)腔內(nèi)部設(shè)置有保護(hù)殼，電路板設(shè)置在保護(hù)殼內(nèi)。

由上述方案可見，由于內(nèi)腔與槽道之間設(shè)有通孔，難以做到完全避免灰塵進(jìn)入內(nèi)腔的情況，在內(nèi)腔設(shè)置保護(hù)殼用于保護(hù)電路板，最大程度的保護(hù)內(nèi)部電路，提高傳感器的工作穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本實用新型紗線張力傳感器實施例一的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型紗線張力傳感器實施例一的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖3是本實用新型紗線張力傳感器實施例一另一視角的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖4是本實用新型紗線張力傳感器實施例一中感應(yīng)組件的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖5是本實用新型紗線張力傳感器實施例一中電路組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本實用新型紗線張力傳感器實施例一的電路原理圖。

圖7是本實用新型紗線張力傳感器實施例二的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本實用新型紗線張力傳感器實施例二的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖9是本實用新型紗線張力傳感器實施例二的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖10是本實用新型紗線張力傳感器實施例二中殼體的結(jié)構(gòu)圖。

圖11是本實用新型紗線張力傳感器實施例二中感應(yīng)組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖12是本實用新型紗線張力傳感器實施例二中電路板的結(jié)構(gòu)圖。

圖13是本實用新型紗線張力傳感器實施例二的電路原理圖。

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

具體實施方式

實施例一：

如圖1所示，本實施例的紗線張力傳感器包括殼體10，參見圖2，殼體10包括相互配合的第一殼體101和第二殼體102。殼體10設(shè)置有槽道12，槽道12兩端分別設(shè)置有進(jìn)出口瓷件13和進(jìn)出口瓷件14，進(jìn)出口瓷件13通過固定彈片131固定在殼體10上，進(jìn)出口瓷件14通過固定彈片141固定在殼體10上。殼體10設(shè)置有清潔通孔11，第一殼體101設(shè)置有第一清潔通孔111，第二殼體102設(shè)置有第二清潔通孔112，第一清潔通孔111與第二清潔通孔112相對設(shè)置組成清潔通孔11。

參見圖3，殼體10還設(shè)置有內(nèi)腔103，內(nèi)腔103和槽道12均由第一殼體101和第二殼體102配合構(gòu)成。槽道12與內(nèi)腔103通過槽道底板121隔離，槽道底板121設(shè)置有缺口122，使槽道12與內(nèi)腔103相通。紗線張力傳感器還包括感應(yīng)組件16，感應(yīng)組件16通過缺口122由內(nèi)腔103延伸入所述槽道12內(nèi)。感應(yīng)組件16與殼體10的底部傾斜設(shè)置，傾斜的角度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，槽道底板121的一部分與感應(yīng)組件16平行設(shè)置。

參見圖4，感應(yīng)組件16包括陶瓷彈片161、陶瓷感應(yīng)觸頭162以及彈片基座163，陶瓷彈片161的兩端分別與陶瓷感應(yīng)觸頭162和彈片基座163固定連接，彈片基座163可拆卸固定在內(nèi)腔103內(nèi)。其中，陶瓷感應(yīng)觸頭162包括受力部164和限位塊165，受力部164的一部分由所述內(nèi)腔103伸入所述槽道12內(nèi)，限位塊165由受力部164的底部延伸而成。受力部164設(shè)置有容納腔166，陶瓷彈片161插入容納腔166中固定陶瓷感應(yīng)觸頭162。本實施例中，陶瓷彈片161設(shè)置有應(yīng)變片（未示出），應(yīng)變片燒結(jié)在陶瓷彈片161上。在陶瓷彈片161上利用印刷燒結(jié)的技術(shù)，形成厚度為幾微米到數(shù)十微米的電路膜層，同時將應(yīng)變片及相關(guān)電子元件燒結(jié)固定在陶瓷彈片161上，增加電路的穩(wěn)定性。

參見圖2、圖3和圖5，本實施例的紗線張力傳感器還設(shè)置有電路組件17，電路組件17包括電路板18和保護(hù)殼19，保護(hù)殼19設(shè)置在內(nèi)腔103內(nèi)部，電路板18設(shè)置在保護(hù)殼19內(nèi)。電路板18設(shè)置有指示燈181、零位按鍵182和外接接口（未示出），指示燈181、零位按鍵182和外接接口焊接在電路板17上。保護(hù)殼19設(shè)置有指示燈燈罩191，指示燈燈罩191可將指示燈181所發(fā)射的光線散射。保護(hù)殼19還設(shè)置有外接缺口192，用于容納外接線纜（未示出），使外接線纜與外接接口連接。第一殼體101還設(shè)置有外接通孔104以及按鍵通孔105，外接通孔15與外接接口相對設(shè)置，同時，外接通孔15還與外接缺口192相對設(shè)置。所述按鍵通孔105與零位按鍵182相對設(shè)置，便于觸發(fā)按鍵。

參見圖6，本實用新型紗線張力傳感器的電路板35設(shè)置有主控電路模塊20、感應(yīng)電路模塊21、運算放大器電路模塊22、零位調(diào)節(jié)電路模塊23以及輸出接口電路模塊24。感應(yīng)電路模塊21獲取應(yīng)變片所感應(yīng)的張力變化值并轉(zhuǎn)化為感應(yīng)模擬信號。感應(yīng)電路模塊21向主控電路模塊20發(fā)送感應(yīng)模擬信號，主控電路模塊20根據(jù)感應(yīng)模擬信號進(jìn)行運算并將感應(yīng)模擬信號發(fā)送至運算放大器電路模塊22。運算放大器電路模塊22將放大的所述感應(yīng)模擬信號發(fā)送至所述輸出接口電路模塊24。零位調(diào)節(jié)電路模塊23獲取零位按鍵信號并將零位按鍵信號發(fā)送至主控電路模塊20。此外，指示燈與主控電路模塊20電連接，外接接口設(shè)置在輸出接口電路模塊24上，零位按鍵182設(shè)置在零位調(diào)節(jié)電路模塊上。

本實用新型紗線張力傳感器工作時，紗線在從槽道12中間穿過，同時，紗線在行進(jìn)的過程中對陶瓷感應(yīng)觸頭162產(chǎn)生壓力，進(jìn)而使陶瓷彈片161產(chǎn)生形變，改變陶瓷彈片161上應(yīng)變片的阻值，由于應(yīng)變片受力的電阻值變化范圍很小，因此必須使用專門的電路來測量這種微弱的電阻變化，最常用的電路為電橋電路。感應(yīng)電路模塊21獲取應(yīng)變片所感應(yīng)的變化阻值后將其轉(zhuǎn)化為感應(yīng)模擬信號。主控電路模塊20根據(jù)感應(yīng)模擬信號進(jìn)行運算以及進(jìn)行補償，并將處理后的感應(yīng)模擬信號發(fā)送至運算放大電路模塊22。運算放大電路模塊22對感應(yīng)模擬信號進(jìn)行放大處理，使得檢測的數(shù)據(jù)的精度提高。為了便于查看傳感器所檢測到的張力數(shù)據(jù)，經(jīng)過運算放大電路模塊22放大處理后的感應(yīng)模擬信號被發(fā)送至所述輸出接口電路模塊24，從而輸出檢測數(shù)據(jù)。

由于紗線張力傳感器陶瓷彈片161的一端處于懸空狀態(tài)，在重力場中，零位隨著紗線張力傳感器安裝狀態(tài)的不同而發(fā)生變化，本實施例中可通過零位按鍵182進(jìn)行零位的調(diào)節(jié)。當(dāng)傳感器安裝位置確定后，在放入紗線之前，觸動零位按鍵182產(chǎn)生零位按鍵信號，零位調(diào)節(jié)電路模塊23獲取零位按鍵信號并將零位按鍵信號發(fā)送至主控電路模塊20。通過主控電路模塊20可根據(jù)重力場的影響給予補償，并鎖定零位，從而解決零位受重力場影響而變化的問題。此外，若傳感器因長期使用而出現(xiàn)漂移時，亦可通過零位調(diào)節(jié)電路模塊23進(jìn)行零位的調(diào)節(jié)。

實施例二：

如圖7所示，本實施例的紗線張力傳感器包括殼體30，殼體30設(shè)置有槽道31，槽道31的兩端分別設(shè)置有進(jìn)出口瓷件32和進(jìn)出口瓷件33。參見圖8和圖9，殼體30包括相互配合的第一殼體301和第二殼體302，第一殼體301和第二殼體302配合形成內(nèi)腔303，槽道31設(shè)置在第一殼體301上，第二殼體302設(shè)置有外接通孔36。進(jìn)出口瓷件32通過固定彈片321固定在殼體30上，進(jìn)出口瓷件33通過固定彈片331固定在殼體30上。紗線張力傳感器還包括感應(yīng)組件34和電路板35，感應(yīng)組件34和電路板35設(shè)置于內(nèi)腔303內(nèi)部。參見圖10，槽道31與內(nèi)腔303通過槽道底板311隔離，槽道底板311設(shè)置有缺口312，使槽道31與內(nèi)腔303相通。

由圖9和圖10中還可以看出，感應(yīng)組件34通過缺口312由內(nèi)腔303延伸入所述槽道31內(nèi)。感應(yīng)組件34與殼體30的底部傾斜設(shè)置，傾斜的角度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，槽道底板311的一部分與感應(yīng)組件34平行設(shè)置。參見圖11，感應(yīng)組件34包括陶瓷彈片341、陶瓷感應(yīng)觸頭343以及彈片基座342，陶瓷彈片341的兩端分別與陶瓷感應(yīng)觸頭343和彈片基座342固定連接，彈片基座342通過螺孔305和螺孔346固定在內(nèi)腔303內(nèi)。其中，陶瓷感應(yīng)觸頭343包括受力部344和限位塊345，受力部344的一部分由所述內(nèi)腔303伸入所述槽道31內(nèi)，限位塊345由受力部344的底部延伸而成。受力部344設(shè)置有容納腔（未示出），陶瓷彈片341插入容納腔中固定陶瓷感應(yīng)觸頭343。本實施例中，陶瓷彈片341設(shè)置有應(yīng)變片（未示出），應(yīng)變片燒結(jié)在陶瓷彈片341上。在陶瓷彈片341上利用印刷燒結(jié)的技術(shù)，形成厚度為幾微米到數(shù)十微米的電路膜層，同時將應(yīng)變片及相關(guān)電子元件燒結(jié)固定在陶瓷彈片341上，增加電路的穩(wěn)定性。

參見圖12，電路板35設(shè)置有外接接口351、指示燈352和零位按鍵353，外接接口351、指示燈352和零位按鍵353焊接在電路板35上。外接接口351與外接通孔36相對設(shè)置，第一殼體301設(shè)置有按鍵通孔304和指示燈通孔306，按鍵通孔304與零位按鍵353相對設(shè)置，指示燈352穿過指示燈通孔306并露出殼體301外。

參見圖13，本實用新型紗線張力傳感器的電路板35設(shè)置有主控電路模塊40、感應(yīng)電路模塊41、運算放大器電路模塊42、零位調(diào)節(jié)電路模塊43以及輸出接口電路模塊44。感應(yīng)電路模塊41獲取應(yīng)變片所感應(yīng)的張力變化值并轉(zhuǎn)化為感應(yīng)模擬信號。感應(yīng)電路模塊41向主控電路模塊40發(fā)送感應(yīng)模擬信號，主控電路模塊40根據(jù)感應(yīng)模擬信號進(jìn)行運算并將感應(yīng)模擬信號發(fā)送至運算放大器電路模塊42。運算放大器電路模塊42將放大的所述感應(yīng)模擬信號發(fā)送至所述輸出接口電路模塊44。零位調(diào)節(jié)電路模塊43獲取零位按鍵信號并將零位按鍵信號發(fā)送至主控電路模塊40。此外，指示燈與主控電路模塊40電連接，外接接口設(shè)置在輸出接口電路模塊44上，零位按鍵353設(shè)置在零位調(diào)節(jié)電路模塊上。

本實用新型紗線張力傳感器工作時，紗線在從槽道31中間穿過，同時，紗線在行進(jìn)的過程中對陶瓷感應(yīng)觸頭343產(chǎn)生壓力，進(jìn)而使陶瓷彈片341產(chǎn)生形變，改變陶瓷彈片341上應(yīng)變片的阻值，由于應(yīng)變片受力的電阻值變化范圍很小，因此必須使用專門的電路來測量這種微弱的電阻變化，最常用的電路為電橋電路。感應(yīng)電路模塊41獲取應(yīng)變片所感應(yīng)的變化阻值后將其轉(zhuǎn)化為感應(yīng)模擬信號。主控電路模塊40根據(jù)感應(yīng)模擬信號進(jìn)行運算以及進(jìn)行補償，并將處理后的感應(yīng)模擬信號發(fā)送至運算放大電路模塊42。運算放大電路模塊42對感應(yīng)模擬信號進(jìn)行放大處理，使得檢測的數(shù)據(jù)的精度提高。為了便于查看傳感器所檢測到的張力數(shù)據(jù)，經(jīng)過運算放大電路模塊42放大處理后的感應(yīng)模擬信號被發(fā)送至所述輸出接口電路模塊44，從而輸出檢測數(shù)據(jù)。

由于紗線張力傳感器陶瓷彈片341的一端處于懸空狀態(tài)，在重力場中，零位隨著紗線張力傳感器安裝狀態(tài)的不同而發(fā)生變化，本實施例中可通過零位按鍵353進(jìn)行零位的調(diào)節(jié)。當(dāng)傳感器安裝位置確定后，在放入紗線之前，觸動零位按鍵353產(chǎn)生零位按鍵信號，零位調(diào)節(jié)電路模塊43獲取零位按鍵信號并將零位按鍵信號發(fā)送至主控電路模塊40。通過主控電路模塊40可根據(jù)重力場的影響給予補償，并鎖定零位，從而解決零位受重力場影響而變化的問題。此外，若傳感器因長期使用而出現(xiàn)漂移時，亦可通過零位調(diào)節(jié)電路模塊43進(jìn)行零位的調(diào)節(jié)。

由上述可知，本實用新型的紗線張力傳感器通過設(shè)置有零位調(diào)節(jié)電路模塊，可通過調(diào)節(jié)零位使得傳感器的測量更加精確，同時，通過調(diào)零的設(shè)置，傳感器的使用時間得到延長，保障傳感器的使用壽命。此外，傳感器通過檢測感應(yīng)組件所受的壓力值，通過主控電路進(jìn)行補償以及運算放大器電路的放大處理，使得檢測的精度大大提高。同時，使用應(yīng)變片與陶瓷彈片合為一體，避免出現(xiàn)蠕變而產(chǎn)生零位漂移的情況，影響傳感器的測量精度，同時提高傳感器的穩(wěn)定性。

需要說明的是，以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型做出的非實質(zhì)性修改，也均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。