一种微应变测量传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器领域。


背景技术：

2.目前市场中出现的高速动态称重系统，多以直接方式为主，系统准确度受车辆行驶状态及路面平整度影响很大，系统称量准确性普遍较差。间接称量方式具备频响高、稳定性好等特点，适用于高速称量行业，而间接称量系统中传感器作为核心部件至关重要，其性能直接决定整个称重系统的准确性及稳定性。而目前国内称重平台多采用直接称量方式，传感器完全承受称重平台所传递的质量，致使传感器易损坏。同时直接称量方式下，称重平台存在复位环节，致使响应降低，难以实现高速称量的目的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种微应变测量传感器，该传感器克服传统称重传感器在高速动态称量使用过程中存在的缺点，其不仅适用于治超非现场执法场景，还适用于各种间接式应变测量场景。
4.本实用新型的技术方案是，一种微应变测量传感器，包括屏蔽线缆、线缆座和弹性体，其特征是在弹性体正面设有应变测量组件，在应变测量组件表面覆有密封膜片，在密封膜片上面覆盖有密封盖板；传感器沿周向设置有四道支撑梁；在传感器底面设计有防滑纹路。
5.进一步地，应变测量组件包括应变计、接线板和补偿电路；在应变测量区域表面和四周均布设有测量应变计，传感器应变测量区域小于传感器外尺寸，而应变测量区域之外强度又大于应变测量区域，传感器在感应被测物体应变时，传感器应变区域集中受载，从而达到应变放大的目的。
6.进一步地，支撑梁采用1：10宽厚比设计，在传感器测量方向，支撑梁宽度小，强度薄弱；在垂直方向，支撑梁厚度大，强度大，有较强的抗弯能力。
7.进一步地，该防滑纹路成十字交叉状，交叉点呈尖峰状突刺，传感器在紧固安装时突刺会嵌入被测物体表面内，能够有效增加接触面摩擦力，提升传感器边界强度。
8.本实用新型具有以下有益效果：
9.1、该微应变测量传感器采用低强度及应变放大的设计理念，在使用时，既不影响被测结构强度，又能提升传感器输出信号的量级及质量，从而保证称重系统的称量准确度。
10.2、该微应变测量传感器采用多组应变计组合测量的形式实现传感器的多功能化。可根据使用场景选择对应主方向进行安装使用，以此实现拉压、剪切及弯曲多种应变量的测量。
11.3、该微应变测量传感器在结构方面，四周设置有支撑梁。该支撑梁采用较高的宽厚比设计，该支撑梁在不影响应力测量方向强度的前提下可提升其余两方向的强度。可有效消除紧固螺栓及垂直安装面方向弯曲引起的粗大误差。
12.4、该微应变测量传感器采用螺栓连接方式，安装维护便捷。同时在传感器底面设计有防滑纹路。通过大螺栓小纹路搭配设计，传感器在紧固安装时纹路突刺会嵌入被测表面内，可有效增加接触面摩擦力，提升传感器边界强度。
附图说明
13.图1是微应变测量传感器示意图。
14.图2是多组应变计组合测量示意图。
15.图3是传感器底面花纹示意图。
16.图4是传感器剪切、拉压、弯曲多种应用示意图。
具体实施方式
17.本实用新型中传感器如图1所示，主要由屏蔽线缆1、线缆座2、弹性体3、密封盖板4、密封膜片5、应变测量组件6(应变计9、接线板、补偿电路、密封胶等)组成。
18.该传感器适用于采用间接测量方式的称重平台。该传感器采用螺栓连接安装于称重平台预留位置，用于感知该位置因称重平台受载引起的应变增量，并将该增量转换为电信号，用于后端采集及处理。
19.传感器在使用时，通过螺栓连接方式固定于被测物体表面，安装维护便捷，同时传感器采用胶封加焊接多重密封方式，有效提升传感器防护性能。
20.该传感器采用应变放大设计原理，可有效提升信号输出量级及质量。传感器中心应变区域远小于传感器外尺寸，而应变测量区域之外强度又远大于中心应变测量区域，从而传感器在感应被测物体应变时，传感器应变区域集中受载，从而达到应变放大的目的。
21.本实用新型中传感器为避免影响被测物体的强度，而导致测量误差加大，因此采用低强度设计思路。但在低强度的条件下，传感器容易受安装面质量、预紧力、螺栓紧固一致性等多方面影响，致使传感器性能降低甚至损坏。针对问题，在传感器俯视条件下沿周向设置有四道支撑梁7；如图1所示，该支撑梁7采用较高的宽高比。在传感器测量方向，支撑梁宽度小强度低，因此对传感器输出性能影响小。在垂直方向，支撑梁厚度大强度大，有较强的抗弯能力，因此可以抵消预紧力不均或过大带来传感器弯曲形变，从而在保证传感器性能的同时，降低安装要求及操作难度。
22.本实用新型中传感器采用多应变计组合方式，在应变测量区域表面和四周都布设有应变计9，如图2所示。通过该组合，不仅可以实现冗余互补、提升传感器性能的效果，还可以实现传感器的多功能化目标。如图4所示，采用对应安装方式，可实现剪切、拉压、弯曲等多场景的应用。
23.为增强安装可靠性，本实用新型中传感器底面设计有防滑纹路8，如图3所示。该防滑纹路8成密型十字交叉状，交叉点成尖峰状突刺，因传感器材料强度远高于被测物体材料强度，因此在传感器采用大螺栓预紧安装时，突刺会嵌入被测物体表面，形成咬合状，这将大幅度提高传感器安装边界强度，可有效抵抗过载及振动引起的零点突变情况。
24.显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。


技术特征：
1.一种微应变测量传感器，包括屏蔽线缆(1)、线缆座(2)和弹性体(3)，其特征是在弹性体(3)正面设有应变测量组件(6)，在应变测量组件(6)表面覆有密封膜片(5)，在密封膜片(5)上面覆盖有密封盖板(4)；传感器沿周向设置有四道支撑梁(7)；在传感器底面设计有防滑纹路(8)。2.如权利要求1所述的微应变测量传感器，其特征是应变测量组件包括应变计(9)、接线板和补偿电路；在应变测量区域表面和四周均布设有应变计(9)，传感器应变测量区域小于传感器外尺寸。3.如权利要求1所述的微应变测量传感器，其特征是支撑梁(7)采用1：10宽厚比设计，在传感器测量方向，支撑梁宽度小，强度薄弱；在垂直方向，支撑梁厚度大，强度大，有较强的抗弯能力。4.如权利要求1所述的微应变测量传感器，其特征是该防滑纹路(8)成十字交叉状，交叉点呈尖峰状突刺，传感器在紧固安装时突刺会嵌入被测物体表面内，能够有效增加接触面摩擦力，提升传感器边界强度。

技术总结
本实用新型公开了一种微应变测量传感器，在弹性体正面设有应变测量组件，在应变测量组件表面覆有密封膜片，在密封膜片上面覆盖有密封盖板；传感器沿周向设置有四道支撑梁；在传感器底面设计有防滑纹路。该传感器采用螺栓连接安装于称重平台预留位置，用于感知该位置因称重平台受载引起的应变增量，并将该增量转换为电信号，用于后端采集及处理。该传感器不仅适用于治超非现场执法场景，还适用于各种间接式应变测量场景。式应变测量场景。式应变测量场景。


技术研发人员：王龙刚 曹锐 赵文 杨锐娜
受保护的技术使用者：西安航天三沃机电设备有限责任公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/7/4