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CN111912552B - 一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法 - Google Patents

一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法 Download PDF

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CN111912552B CN202010916689.8A CN202010916689A CN111912552B CN 111912552 B CN111912552 B CN 111912552B CN 202010916689 A CN202010916689 A CN 202010916689A CN 111912552 B CN111912552 B CN 111912552B
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Abstract

本发明公开了一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法，包括圆柱，所述圆柱的下端安装有压力接头，所述圆柱侧壁的四周对称开设有四个方形通孔，四个所述方形通孔在圆柱的中心处形成一个柱式结构一，且在圆柱的四周分别形成一个柱式结构二、柱式结构三、柱式结构四和柱式结构五，所述柱式结构一对应圆柱的侧壁处对称开设有两个圆形沉孔，所述圆形沉孔内底部安装有电阻应变计。本方案显著的提高了测压传感器的固有线性；采用摩擦焊接，面面接触焊接，整个弹性元件融为一体，不用密封圈，无摩擦接触，传感器滞后性能好；无密封圈省成本，没有密封圈老化问题，环保，一体化设计，无配件组装，生产工艺简单。

Description

一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及测压传感器技术领域，尤其涉及一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法。
背景技术
测压传感器是一类用于测量液体，气体压强的传感器。主要类型有压电式，应变式，电容式。
现有应变式压力传感器结构主要有：平板式、圆桶式，其缺点为固有线性差，因此需要进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种线性自补偿压力测量传感器结构及其制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种线性自补偿压力测量传感器结构，包括圆柱，所述圆柱的下端安装有压力接头，所述圆柱侧壁的四周对称开设有四个方形通孔，四个所述方形通孔在圆柱的中心处形成一个柱式结构一，且在圆柱的四周分别形成一个柱式结构二、柱式结构三、柱式结构四和柱式结构五，所述柱式结构一对应圆柱的侧壁处对称开设有两个圆形沉孔，所述圆形沉孔内底部安装有电阻应变计，所述圆柱的底端对应压力接头的位置处开设有腔体，所述压力接头的中心开设有引压孔，且引压孔与腔体连通，所述压力接头的底端通过螺纹与压力源设备安装。
进一步地，所述圆柱与压力接头采用摩擦焊焊接固定安装。
一种线性自补偿压力测量传感器结构的制作方法，所述方法包括以下步骤：
S1:在圆柱侧面适当位置垂直对称的加工四个方形通孔，在圆柱中心形成一个方形柱式结构一与周围四根柱式结构二、柱式结构三、柱式结构四和柱式结构五；
S2:在柱式结构一上加工两个对称的圆形沉孔，且其底部平滑，用于安装测量应变的应变计；
S3:圆柱底部加工出沉孔，底部光滑，另外加工一个压力接头，压力接头中心处有一个外部引压孔，压力接头与圆柱通过摩擦焊接工艺，形成一个内部腔体，由引压孔引入压力，气压或者液压。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本方案显著的提高了测压传感器的固有线性；采用摩擦焊接，面面接触焊接，整个弹性元件融为一体，不用密封圈，无摩擦接触，传感器滞后性能好；无密封圈省成本，没有密封圈老化问题，环保，一体化设计，无配件组装，生产工艺简单。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种线性自补偿压力测量传感器结构的正视图；
图2为本发明提出的一种线性自补偿压力测量传感器结构的左视图；
图3为图1中A-A截面图；
图4为图3中D方向的示意图；
图5为本发明提出的一种线性自补偿压力测量传感器结构制作方法的流程示意图；
图6为现有技术中柱式结构横截面应力-应变曲线图；
图7为现有技术中薄板结构压力P-力F1曲线图；
图8为本发明提出的组合结构压力P-应变曲线图。
图中：1圆柱、2压力接头、3方形通孔、301柱式结构一、302柱式结构二、303柱式结构三、304柱式结构四、305柱式结构五、4圆形沉孔、5腔体、6引压孔、7螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种线性自补偿压力测量传感器结构，包括圆柱1，其特征在于，圆柱1的下端安装有压力接头2，圆柱1侧壁的四周对称开设有四个方形通孔3，四个方形通孔3在圆柱1的中心处形成一个柱式结构一301，且在圆柱1的四周分别形成一个柱式结构二302、柱式结构三303、柱式结构四304和柱式结构五305，柱式结构一301对应圆柱1的侧壁处对称开设有两个圆形沉孔4，圆形沉孔4内底部安装有电阻应变计，圆柱1的底端对应压力接头2的位置处开设有腔体5，压力接头2的中心开设有引压孔6，且引压孔6与腔体5连通，压力接头2的底端通过螺纹7与压力源设备安装。
进一步地，圆柱1与压力接头2采用摩擦焊焊接固定安装。
一种线性自补偿压力测量传感器结构的制作方法，方法包括以下步骤：
S1:在圆柱1侧面适当位置垂直对称的加工四个方形通孔3，在圆柱1中心形成一个方形柱式结构一301与周围四根柱式结构二302、柱式结构三303、柱式结构四304和柱式结构五305；
S2:在柱式结构一301上加工两个对称的圆形沉孔4，且其底部平滑，用于安装测量应变的应变计；
S3:圆柱1底部加工出沉孔，底部光滑，另外加工一个压力接头2，压力接头2中心处有一个外部引压孔6，压力接头2与圆柱1通过摩擦焊接工艺，形成一个内部腔体5，由引压孔6引入压力，气压或者液压。
机加工时调节对称圆形沉孔4在竖直方向上的位置，增加或者减小薄板与柱式结构一301交界处的厚度，来调节薄板面积S处(图4中所示)的刚度。
腔体5内压力P线性增大，平面膜结构面积S增大，产生大于线性变化的力F1，F1施加在柱式结构一301上，使得横截面上的应变趋于线性变化，传感器的输出信号趋于线性。从而提高了传感器的固有线性度。
本发明的工作原理：
1、参照图6，现有技术中柱式结构横截面应力-应变曲线图；柱式结构受力F线性增大，由于横截面积S1增大，横截面上产生的应变是小于线性变化的，要使应变呈线性变化，就需要一个大于线性变化的力。
2、参照图7，为现有技术中薄板结构压力P-力F1曲线图；薄板结构受压力P线性增大，由于面积S增大，压力P在S上产生的力F1是大于线性变化的。
3、参照图8为本发明提出的组合结构压力P-应变曲线图；本方案组合以上两种结构形式，线性变化的压力P在面S上产生了大于线性变化的力F1，F1施加于柱式结构，使得在横截面上的应变趋于线性变化。
参照图4，本方案中，通过调节薄板面积S的处刚度，刚度越小，力F1增量越大。就可以调节压力-力曲线，调节压力-力曲线就可以修正柱式结构的应力-应变曲线。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种线性自补偿压力测量传感器结构，包括圆柱（1），其特征在于，所述圆柱（1）的下端安装有压力接头（2），所述圆柱（1）侧壁的四周对称开设有四个方形通孔（3），四个所述方形通孔（3）在圆柱（1）的中心处形成一个柱式结构一（301），且在圆柱（1）的四周分别形成一个柱式结构二（302）、柱式结构三（303）、柱式结构四（304）和柱式结构五（305），所述柱式结构一（301）对应圆柱（1）的侧壁处对称开设有两个圆形沉孔（4），所述圆形沉孔（4）内底部安装有电阻应变计，所述圆柱（1）的底端对应压力接头（2）的位置处开设有腔体（5），所述压力接头（2）的中心开设有引压孔（6），且引压孔（6）与腔体（5）连通，所述压力接头（2）的底端通过螺纹（7）与压力源设备安装。
2.根据权利要求1所述的一种线性自补偿压力测量传感器结构，其特征在于，所述圆柱（1）与压力接头（2）采用摩擦焊焊接固定安装。
3.一种线性自补偿压力测量传感器结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1:在圆柱（1）侧面适当位置垂直对称的加工四个方形通孔（3），在圆柱（1）中心形成一个方形柱式结构一（301）与周围四根柱式结构二（302）、柱式结构三（303）、柱式结构四（304）和柱式结构五（305）；
S2:在柱式结构一（301）上加工两个对称的圆形沉孔（4），且其底部平滑，用于安装测量应变的应变计；
S3:圆柱（1）底部加工出沉孔，底部光滑，另外加工一个压力接头（2），压力接头（2）中心处有一个外部引压孔（6），压力接头（2）与圆柱（1）底部通过摩擦焊接工艺使压力接头（2）与圆柱（1）底部的沉孔形成一个内部腔体（5），由引压孔（6）引入气压或者液压。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212300680U (zh) * 2020-09-03 2021-01-05 莆田市城厢宝晶科技有限公司 一种线性自补偿压力测量传感器结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4148219A (en) * 1977-08-01 1979-04-10 Transducers, Inc. Strain gage load cell
US4733571A (en) * 1986-10-24 1988-03-29 Ormond Alfred N Linearization of column-type load cell
IT1287416B1 (it) * 1996-04-01 1998-08-06 Cooperativa Bilanciai Campogal Trasduttore di forza a colonna
CN102607676A (zh) * 2012-03-09 2012-07-25 中航电测仪器股份有限公司 多柱式压向力传感器
JP2015114233A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 アルプス電気株式会社 半導体圧力センサ
CN206876274U (zh) * 2017-05-17 2018-01-12 宁波柯力传感科技股份有限公司 一种线性自补偿称重传感器
CN108330941B (zh) * 2018-01-29 2020-03-13 中国海洋大学 一种压力补偿式触探探头及海洋静力触探设备

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212300680U (zh) * 2020-09-03 2021-01-05 莆田市城厢宝晶科技有限公司 一种线性自补偿压力测量传感器结构

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