专利名称：双组份传感器自动互补形式的张力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及双组份传感器自动互补形式的张力传感器，尤其适用于线状、绳
状、束状、条子、片状物料，如纱线、纤维条、电线电缆，光纤光缆、纸张、碳纤维、钢板、磁带、 塑料薄膜等物料在运动中受力的检测和传感。
背景技术：
现行的力传感器常采用的力变换弹性元件又有以下几种等截面圆柱形式、圆环 形式、等截面薄板形式、悬臂梁形式和扭转轴结构形式。 等截面圆柱形式根据其纵向截面的形状分为实心和空心两种，结构简单，加工方
便，可承受较大的负荷，实心形式可测大于10kN的力，空心形式只能测1 10kN的力。 圆环形式与圆柱形式相比输出位移量大，因而灵敏度高，适用于测定较小力值，但
工艺可加工性差，制作时不易达到应有的精度，测定时各变形部位的应力不均匀。 等截面薄板形式又称膜片形式，其结构和作用原理是将膜片边缘固定，在膜片的
一面受力时产生弯曲变形，由此产生径向和切向应变，测出作用力的大小。 悬臂梁形式为一端固定， 一端自由的弹性元件，结构简单，加工方便，适于测力范
围1 5kN。 扭转轴形式专门用于测量扭矩，用来制作扭矩传感器，把扭矩变换成角位移并转 换成电信号输出。 2005100240190中国发明专利涉及"自动检测装置的力传感器"；200710045538. 4
中国发明专利申请涉及"双传感器自动互补形式的张力传感器"，其特征是采用两端固定在 平板上的一块等截面弹性片，一根紧贴弹性片的扭转轴，弹性片和扭转轴由一固定片夹持 而相互固定；扭转轴的一端为检测端，检测端设置被测物料的传导部件，扭转轴的另一端为 输出端，输出端固定有磁性片，磁性片中固定有传感器的信号输出元件；检测端和输出端可 位于弹性片的两侧或同侧，位于同一侧时，在另一侧设置平衡片，以保持静态条件下扭转轴 两端平衡；被测物料的张力变化能以磁场变化后呈电压线性变化的信号输出，从而反映出 被测物体的张力变化；但由于温度的影响，使检测信号产生漂移，从而影响检测效果和动态 长时间的应用；双传感器自动互补形式的张力传感器的应用，能克服温度变化对检测信号 的影响，但在双传感器配对、调试、安装及位置固定封装的一致性要求很难令人满意，传感 器输出信号在固化后的偏差，要经过多次的调整，从而造成应用上的不方便。
发明内容本实用新型的目的是在上述2005100240190号专利及200710045538. 4号专利技 术的基础上作了多项改进，提供一种新结构的双组份传感器自动互补形式的张力传感器。 本实用新型的特征是采用两端固定在平板上的一块等截面弹性片，一根紧贴弹性 片的扭转轴，弹性片和扭转轴由固定片夹持而相互固定。扭转轴的一端为检测端，，检测端 设置被测物料的传导部件，物料经过传导部件后与检测端的侧面形成一个包围角，另一端为输出端，输出端固定有磁性片，磁性片中固定有双组份磁敏传感器的信号输出元件；双组 份磁敏传感器的组成，对原有的传感器作了重大改进，既将两个磁敏元件组合在一快芯片 上，这一发明不但消除了温度的影响，使输出信号增大，性能更稳定，按装调试更方便的特 点。 输出端和检测端可以位于上述弹性片的两测，也可以位于弹性片的同一侧。在位 于同一侧时，为了保持静态条件下扭转轴两端的平衡，可在扭转轴的一侧或另一侧设置平 衡片。输出端的双组份传感器，可设置在弹性片的一侧或两侧，平衡片的设置可根据弹性片 两侧的重力平衡进行设置。 对磁性体的设置，由原来的开放式，又增加了磁力集中器的多种结构形式；用低碳 钢、软钢制成的磁力集中器，对磁性片进行屏敝和极靴，能改善外界干扰，从而使被测张力 更精确、更稳定；结构形式也有多种设置。 本实用新型的优点是检测装置结构紧凑，被测物料的张力变化能以磁场变化后呈 电压线性变化的形式输出，不受重力影响；在护套上、下端设定的限位保护支点，解决了传 感器过载和欠载的影响，特别是采用了双组份传感器自动互补的结构形式，使性能更稳定， 使用更方便，张力传感器结构更紧凑。
附图1为检测端和输出端位于弹性片两侧的本发明结构示意图；图2为检测端和 输出端位于弹性片同侧的本发明结构示意图；图3为图1、图2中检测端A点在测试时的受 力情况示意图；图4为图1、图2中检测端A点在测试时另一种受力情况示意图；图5、图6、 图7、图8、图11为图1、图2中检测端B点的几种测试结构示意图；图9是图1、图2、中检 测端A点为对片状物料的受力情况示意图；图IO为信号输出元件设置在弹性片两侧所用磁 性片为双头磁性片的结构示意图；图12、图13为磁力集中器对磁性片进行屏敝的结构示意 图；图14、图15为单磁性体采用极靴的结构示意图；图16、图17为两组双组份传感器采用 单磁性片的结构示意图；图18为单组双组份传感器采用双头磁性片极靴的结构示意图；图 19为双组双传感器分别采用双头磁性片极靴的结构示意图；图20为A点或B点对过载或 欠载设置保护支点结构示意图。图中 1.弹性片；2.扭转轴；3.固定平板；4.磁性片；5.物料传导部件；6.双组份传感 器；7.被测物料；8.固定片；9.平衡片；10.护套；11.支点；12.散热片；13.极靴；14.紧 固件；15.屏敝罩；16.连接件。
具体实施方式
以下对本实用新型专利做进一步详细说明。 弹性片1为金属薄片，选用不同弹性摸量材料、不同宽度、不同高度或不同厚度的 弹性片1时，可改变测力范围，分辨力大小及弹性片1的变形量，由此达到对动态线性输出 和分辨率的要求。 扭转轴2上的检测端和输出端可以位于弹性片1的两侧或同侧，位于同侧时，为保 持静态条件下扭转轴2的两端平衡，可在扭转轴2的另一侧设置平衡片9，平衡片9可根据 需要选用不同规格的螺母或其他构件。
4[0019] 改变检测端检测点A和B与弹性片之间的距离可改变动态量程的大小。 在护套10的上、下端设定限位支点11，对传感器的过载、欠载有了保护；在化纤
FDY、DTY超高速纺丝中，对摩擦产生的热量，设置了散热片12的装置后，使超高速检测更稳
定可靠。 输出端的磁性片4可以是单头或双头，改变磁性片4的强度、间距可调整测力范围 或分辨力的大�。挥玫吞几趾腿砀侄源判云�4进行屏敝和极靴13，能提高输出信号和抗干 扰能力。 在线检测过程中，在力F的作用下，运动物料的张力会有波动，扭转轴2检测端受 力变化，并通过扭转轴2紧贴紧固在一起的弹性片1的作用发生扭转，扭转轴2的输出端发 生相应的位移，由此引起磁场的变化，双组份磁敏传感器6温度系数的自动互补，消除了温 度对在线检测张力的影响，并以电压线性变化的形式输出，由此反映被测物料的张力变化， 两组双组份磁敏传感器6的应用使性能更稳定，检测效果更佳。
权利要求双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于包括两端固定在固定平板(3)上的一块等截面弹性片(1)，一根紧贴弹性片(1)的扭转轴(2)，弹性片(1)和扭转轴(2)由固定片(8)夹持而相互固定；扭转轴(2)的一端为检测端，检测端设置被测物料的传导部件(5)，扭转轴(2)的另一端为输出端，双输出端固定有单头或双头磁性片(4)，每组磁性片(4)中固定有双组份传感器(6)的信号输出元件。
2. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述双 组份传感器(6)是由两个磁敏传感器组合在一体的结构形式，每个检测部位用一至两个双 组份传感器(6)，可设置在弹性片(1)的一侧或两侧。
3. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述双 组份传感器(6)的磁性片(4)为单头或双头的结构形式。
4. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述磁 性片(4)为开放式、屏敝式或极靴式磁力集中器的多种结构形式。
5. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述检 测端和输出端位于弹性片(1)的同一侧或两侧时，扭转轴(2)两边的平衡设有平衡片(9)。
6. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于在检测 端扭转轴(2)的护套(10)的上端和下端设定限位过载或欠载保护支点(11)。
7. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述检 测端的扭转轴(1)上可设定散热装置(12)。
8. 如权利要求1所述的双组份传感器自动互补形式的张力传感器，其特征在于所述检 测端A点的传动有固定式和滚动式结构形式。
专利摘要涉及双组份传感器自动互补形式的张力传感器，特征是采用两端固定在平板上的一块等截面弹性片，一根紧贴弹性片的扭转轴，弹性片和扭转轴由一固定片夹持而相互固定；扭转轴的一端为检测端，检测端设置被测物料的传导部件，另一端为输出端，输出端固定有磁性片，每组磁性片中固定有双组份传感器的信号输出元件。检测端和输出端可位于弹性片的两侧或同侧，位于同一侧时，在另一侧设置平衡片，以保持静态条件下扭转轴两端平衡。本实用新型的优点是检测装置结构紧凑，被测物料的张力变化能以磁场变化后电压线性变化的信号输出，特别是采用了双组份传感器对温度影响互补的结构形式，磁性体的屏敝，使输出信号更强，测定结果更精确，实时。
文档编号G01L5/04GK201548362SQ200920209968
公开日2010年8月11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, 郑一阳 申请人:上海贵宝机电有限公司;杨金保;杨蓉
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