CN217304121U - 一种圆环形一体式压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种圆环形一体式压力传感器，包括有金属本体，金属本体的中心设置有圆柱形凸台，圆柱形凸台的外侧设置有圆环形凹槽，圆柱形凸台的内部设置有圆柱形空腔，圆柱形空腔的底部设置有将圆柱形空腔封闭的金属薄板，圆柱形空腔的内壁上均匀设置有不少于四片的应变片，本申请通过一体化的结构避免了传统装配式结构中各零件之间的不确定性的影响；同时能够减小由于尺寸高度太小引起的应力接中对应变片的影响，避免外部载荷过大造成整体“剪切”破坏的现象，确保车辆在极端工况下传感器也能正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及压力传感器领域，特别涉及一种圆环形一体式压力传感器。
背景技术
目前车载称重传感器方案主要分为称重压力传感器和形变位移传感器两种。
现有的称重压力传感器，主要有悬臂梁称重传感器、轮辐式压力传感器、S型拉压传感器、张力传感器、微型传感器、膜盒式传感器、柱式传感器、挂式传感器、多维力传感器、静态扭矩传感器、动态扭矩传感器等等，以上传感器用于各行业工程领域，各种应用的被测量数据和精度都不同，需根据要求选用某种产品。
在车载称重系统应用领域，因其安装空间狭小、振动冲击频繁、预紧力较大等因素，导致以上所列常规称重压力传感器产品无法适用于这个特定的工程应用。大量程压力传感器尺寸过大无法安装，因此只能采用尺寸较小的传感器，传统的小尺寸传感器大部分采用装配式结构，容易受各零件之间的不确定性影响，同时检测精度不高，性能不够稳定，因此针对这些问题，本申请提出了一种解决方案。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种圆环形一体式压力传感器，结构简单，性能稳定，安装简易，能够减小由于尺寸高度太小引起的应力接中对应变片的影响，避免外部载荷过大造成整体“剪切”破坏的现象，确保车辆在极端工况下传感器也能正常工作。
技术方案：本实用新型所述的一种圆环形一体式压力传感器，包括有金属本体，其特征在于：所述金属本体的中心设置有圆柱形凸台，所述圆柱形凸台的外侧设置有圆环形凹槽，所述圆柱形凸台的内部设置有圆柱形空腔，所述圆柱形空腔的底部设置有将圆柱形空腔封闭的金属薄板，圆柱形空腔的内壁上均匀设置有不少于四片的应变片。
作为优选，所述圆柱形凸台高出金属本体，高出的高度在1-2mm之间。
圆柱形凸台高出金属本体能够确保应力集中在圆柱形凸台上，不会对金属本体其他部分造成破坏，同时也不会影响检测的精度，并且高度设置在1-2mm之间能够确保整体的小型化，便于安装在车辆上。
作为优选，所述圆环形凹槽的槽深不低于10mm。
槽深不低于10mm能够确保设置在圆柱形空腔内壁上的应变片检测到的应力变化更加精准。
作为优选，所述应变片的高度不低于圆环形凹槽的底部。
应变片高度不低于圆环形凹槽的底部能够确保外力作用在圆柱形凸台上时，应变片检测到的应力精度更高。
作为优选，所述金属本体侧壁设置有用于放置连接应变片的线路的穿孔，所述穿孔低于圆环形凹槽的底部。
穿孔的设置一方面用于保护传输信号的线路，另一方面穿孔的位置能够避免对应力变化造成影响。
作为优选，所述金属本体为一体成型的结构。
一体成型的结构能够避免传统装配式结构中各零件之间的不确定性的影响。
有益效果：
(1)、本申请通过一体成型的结构避免传统装配式结构中各零件之间的不确定性的影响；
(2)、本申请中外力完全作用在圆柱形凸台上，确保了测量的准确度；
(3)、本申请中外力合力中心在中心轴线处，圆柱形空腔内壁存在压应力，应变片贴在圆柱形空腔内壁存在有二次的压应变叠加，增加了应变，从而增强了输出信号，使测量数值更加精确；
(4)、本申请中外力合力中心不完全在中心轴线处时，产生偏压现象，但此偏压形成的另类弯矩，在内侧壁处产生的应变必定一端受压，则另一端必受拉，通过采用传统电路中电桥相互抵消的功能，提高了传感器的抗偏压性能；
(5)、本申请的结构能够减小由于尺寸高度太薄引起的应力集中对贴应变片处的影响，即减小了由于结构引起的边缘效应，有利于传感器的性能稳定；
(6)、本申请的结构可以避免由于外部载荷过大如车辆受到冲击时，造成整体“剪切”的破坏现象，保证了车辆在极端工况下也能正常工作。
附图说明
图1是本申请的侧面剖视图；
图2是本申请的立体图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请做进一步阐述。
如图1-2所示，为本申请的结构示意图，包括有金属本体1，金属本体1的中心设置有圆柱形凸台2，圆柱形凸台2的外侧设置有圆环形凹槽3，圆柱形凸台2的内部设置有圆柱形空腔4，圆柱形空腔4的底部设置有将圆柱形空腔4封闭的金属薄板5，圆柱形空腔4的内壁上均匀设置有四片应变片6。
在本实施例中，圆柱形凸台2高出金属本体1的高度为1.5mm，确保应力集中在圆柱形凸台2上，不会对金属本体1其他部分造成破坏，同时也不会影响检测的精度，并且不会破坏整体的小型化，便于安装在车辆上。
在本实施例中，圆环形凹槽3的槽深为10mm，确保设置在圆柱形空腔4内壁上的应变片6检测到的应力变化更加精准，同时应变片6设置的高度不低于圆环形凹槽3的底部，确保外力作用在圆柱形凸台2上时，应变片6检测到的应力精度更高。
在本实施例中，金属本体1侧壁设置有用于放置连接应变片6的线路的穿孔7，穿孔7低于圆环形凹槽3的底部，一方面能够保护传输信号的线路，另一方面穿孔7的位置能够避免对应力变化造成影响。
在本实施例中，金属本体1为一体成型的结构，避免传统装配式结构中各零件之间的不确定性的影响。
本实施例在工作中时，外力全部作用在圆柱形凸台2上，应变片6设置在圆柱形空腔4的内壁，应变片6的应变值由三部分应变叠加：
(1)、外力直接作用在圆柱形凸台2上，由外力直接作用引起的应变；
(2)、外力的合力中心在圆柱形凸台2的中轴线处，则外力会在内壁产生一个内力弯矩，该弯矩在内壁处是压应力，外壁处是拉应力，由于应变片贴在内侧，则有二次的压应变叠加；
(3)、在外力的合力不完全在圆柱形凸台2的中轴线处时，产生偏压现象，偏压形成另类弯矩，在内壁处产生的应变必定一端受压，则另一端必受拉，通过电路中电桥相互抵消。
这样的结构特性确保了本实施例在工作中时，一方面在外力的合力完全在圆柱形凸台的中轴线处时，增加了应变，从而增大了输出信号，使检测的精度更高，另一方面在外力的合力不完全在圆柱形凸台的中轴线处时，利用了电路中电桥相互抵消的功能，提高了传感器整体的抗偏压性能。
Claims (6)
1.一种圆环形一体式压力传感器，包括有金属本体(1)，其特征在于：所述金属本体(1)的中心设置有圆柱形凸台(2)，所述圆柱形凸台(2)的外侧设置有圆环形凹槽(3)，所述圆柱形凸台(2)的内部设置有圆柱形空腔(4)，所述圆柱形空腔(4)的底部设置有将圆柱形空腔(4)封闭的金属薄板(5)，圆柱形空腔(4)的内壁上均匀设置有不少于四片的应变片(6)。
2.根据权利要求1所述的一种圆环形一体式压力传感器，其特征在于：所述圆柱形凸台(2)高出金属本体(1)，高出的高度在1-2mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种圆环形一体式压力传感器，其特征在于：所述圆环形凹槽(3)的槽深不低于10mm。
4.根据权利要求1所述的一种圆环形一体式压力传感器，其特征在于：所述应变片(6)设置的高度不低于圆环形凹槽(3)的底部。
5.根据权利要求1所述的一种圆环形一体式压力传感器，其特征在于：所述金属本体(1)侧壁设置有用于放置连接应变片(6)的线路的穿孔(7)，所述穿孔(7)低于圆环形凹槽(3)的底部。
6.根据权利要求1所述的一种圆环形一体式压力传感器，其特征在于：所述金属本体(1)为一体成型的结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221063378.2U CN217304121U (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种圆环形一体式压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221063378.2U CN217304121U (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种圆环形一体式压力传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217304121U true CN217304121U (zh) | 2022-08-26 |
Family
ID=82916699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221063378.2U Active CN217304121U (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种圆环形一体式压力传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217304121U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115717952A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-02-28 | 清华大学 | 压力传感器和压力设备 |
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2022
- 2022-05-06 CN CN202221063378.2U patent/CN217304121U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115717952A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-02-28 | 清华大学 | 压力传感器和压力设备 |
| CN115717952B (zh) * | 2022-11-07 | 2024-08-13 | 清华大学 | 压力传感器和压力设备 |
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