[其他]小力值磁弹性传感器

说明书

本实用新型是一种通过被测量力或重量引起材料导磁性质变化进行测量的传感器，可广泛应用于各工业部门力和重量的测量。

目前，小力值测量一般采用的磁弹性传感器多为田字形的结构如图1所示，在传感器垂直相交的四条臂上分别绕有线圈构成一交流电桥，电桥的一端加上一定电压，另一端为桥路的输出。传感器无外力作用时，电桥平衡，无信号输出，当传感器垂直臂上受到外力作用时，使电桥失去平衡，输出电压信号，此信号与所加外力（或重量）成正比。由于采用这种结构形式，根据力学原理，在垂直两臂受到压力时，在与相交的两水平臂几乎不受到拉力作用，因此，即使采用差动桥路，也不能消除或减小非线性误差以及材料制造工艺和温度等因素引起的误差，使传感器精度提高遇到困难。

本实用新型的目的为了克服田字形结构的磁弹性传感器无自补偿的缺点，设计出一种在结构上有自补偿能力，能消除或减小非线性误差及材料、温度等引起的误差。

为此目的，小力值磁弹性传感器的导磁体是由中间为十字形四臂的园环硅钢片粘结叠成，在四臂上绕有4组线圈，接成差动桥路。这样，在垂直臂上受到压力时，水平臂上受到拉力，根据铁磁学理论，垂直方向导磁率下降，相对应线圈组成的两桥臂电压减小，而水平方向导磁率增加，相应两桥臂上电压增加，两者变化相反，在输出处叠加，使两者非线性信号得到差动补偿，并消除或减小材料、温度变化引起的误差。

本实用新型实施例结合附图加以描述。

附图1为田字形磁弹性传感器结构原理图；

附图2为本实用新型小力值磁弹性传感器外形示意图；

附图3为本实用新型小力值磁弹性传感器结构原理图；

附图4为本实用新型小力值磁弹性传感器差动桥路图。

如图2所示，小力值磁弹性传感器，由中间为十字四臂的园环硅钢片用胶水粘结而成导磁体1，其片数根据力值大小决定。如图3所示中间十字形四臂2、4、6、8分别套上绝缘垫衬10，然后再相应绕上线圈3、5、7、9，将线圈3的头和线圈5末端相接，线圈5的头和线圈7的末端相接，线圈7的头和线圈9的末端相接，线圈9的头和线圈3的末端相接形成如图4所示的差动桥路，桥路一端给以激磁电压12。当导磁体1没有外力P作用时，传感器的输出特性取决于中间十字形四臂上各绕组线圈3、5、7、9的初始磁特性和电参数值，相应线圈阻抗Z1×Z3＝Z2×Z4，电桥的输出端11信号为零，当有外力P作用时，根据力学原理，导磁体1的2、6垂直臂受到压力，在4、8水平臂上受到拉力，与压力方向相应的线圈3和7输出电信号和与拉力方向相应的线圈5和9输出电信号在输出端选加，使两者非线性的信号得到差动补偿，消除或减小了信号中非线性成份，另外，在传感器工作过程中，由于温度和其他因素引起磁性材料参数变化造成的传感器误差亦得到减小。

本实用新型的优点是消除或减小非线性误差及温度等因素引起的误差，提高了传感器的精度，经试验证明在相同的力值范围内精度从原来0.5％提高到0.3％，可广泛用于各工业部门力值（或重量）的测量。