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專利名稱：自撐式重量傳感器和裝有這種傳感器的秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如用于秤的自撐式重量傳感器。
本發(fā)明也涉及裝有一個(gè)或多個(gè)重量傳感器的秤。
現(xiàn)有技術(shù)中的秤包括用于稱人體重量的秤，它具有一個(gè)用于接受被稱重量的表面，一個(gè)用來(lái)設(shè)置在一平面上的底座和一個(gè)承載應(yīng)變片的傳感器。
例如，本申請(qǐng)人的歐洲專利第141710號(hào)和第317429號(hào)中描述了這種秤。
在這種現(xiàn)有技術(shù)的秤中，只有一個(gè)金屬桿形式的傳感器設(shè)置在板和基座之間。由于被稱重量作用在平臺(tái)上，上述桿基本承受彎曲力，但是，由于被稱重量的作用點(diǎn)可能與傳感器偏置，因而也承受不需要的力矩，特別是扭矩。
應(yīng)變片連接于一電子電路以便將應(yīng)變片的變形轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)于被測(cè)重量的數(shù)值。
在秤包括與同一稱重平臺(tái)相關(guān)的多個(gè)傳感器的情形中，當(dāng)一重量放置在平臺(tái)上時(shí)，桿承受垂向撓曲，這需要消除水平的應(yīng)變以防止回零誤差和滯后誤差。
上述應(yīng)變消除通常是由使用刀刃，無(wú)聲塊架量或球窩接頭的關(guān)節(jié)系統(tǒng)。
在這種秤中，承載應(yīng)變片的桿兩端必須完全剛性地連接于平臺(tái)和底座，使在平臺(tái)上放置的載荷產(chǎn)生一個(gè)完全由桿傳遞的力。
例如，專利文獻(xiàn)US3512595；FR2356913和GB1373992中描述了這種秤。
專利文獻(xiàn)EP0519818描述了一種單式結(jié)均秤，其中，在秤中使用且制成平塊形式的單件的重量傳感器具有呈載有應(yīng)變片的桿的形式的測(cè)試體，所述桿承受被測(cè)重量引起的彎曲力。桿的相對(duì)兩端各連接于U形承載面，其用于承受一個(gè)與作用在另一承載面上的力方向相反的力。
上述專利也描述了一種秤，它具有一個(gè)放置在四個(gè)上述類形的傳感器上的平臺(tái)。傳感器的兩個(gè)U型承載面之一用螺釘固定在平臺(tái)上。
假設(shè)兩U形面處于桿的中點(diǎn)的兩相對(duì)側(cè)，當(dāng)負(fù)載作用在秤上時(shí)，傳感器的螺釘連接將受到很大的負(fù)荷。
因此，上述連接必須是剛性的，這對(duì)于制造來(lái)說(shuō)是一種限制因素。
而且由于上述剛性連接，各傳感器不再是相互獨(dú)立的，而是由平臺(tái)將其相互連接起來(lái)。這樣就會(huì)產(chǎn)生回零和滯后誤差問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種自撐式傳感器，以便克服上述缺陷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于秤的制造，并改善了秤的性能。
本發(fā)明涉及一種適于秤中使用的重量傳感器，呈平塊的形式，它具有一承載應(yīng)變片的桿狀的測(cè)試體；所述桿因被測(cè)重量而彎曲，桿的兩相對(duì)端各連接于一承載面，承載面用于承受與作用于另一承載面的反作用力方向相反的力。
按照本發(fā)明，所述傳感器的特征在于一個(gè)承載而由一個(gè)所述桿在其中延伸的框架承載，所述桿的一端連接于所述框架，另一端承載著另一承載面，所述另一承載面相對(duì)于框架是自由的，并完全處于框架內(nèi)。
因此，本發(fā)明的傳感器呈平塊狀，平塊與兩測(cè)試體(即，桿)和相對(duì)的承載面連為整體，承載面之一用于承受被測(cè)重量，另一承載面用來(lái)承受反作用力。
因此，它是自撐式的，即，其承載面使其總是處于機(jī)械平衡狀態(tài)。
由于這種傳感器量平塊形，因而它易于裝于測(cè)量設(shè)備，如秤中，從而解決了桿在底座和枰的平臺(tái)上的剛性連接而引起的問(wèn)題。
由于承載面之一受到桿承載的另一承載面的完全限制，因而當(dāng)兩承載面受到負(fù)載作用時(shí)，傳感器保持平衡狀態(tài)。因此，秤的平臺(tái)可以通過(guò)非剛性的，較松馳或撓性的機(jī)械結(jié)合而連接在承載面之一上，這是由于它們不受被測(cè)重量的負(fù)載作用的緣故。
在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施例中，框架呈矩形。
桿最好沿著框架的對(duì)稱方向延伸。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，由桿的所述端部承載的承載面具有在框架內(nèi)對(duì)稱于桿延伸的兩個(gè)部分。
在本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例中，應(yīng)變片設(shè)在一個(gè)陶瓷支承件上，陶瓷支承件粘合在桿上，處于所述框架鄰近于桿的一端的部分和所述承載面鄰近于桿的所述另一端的部分上。
上述布置改進(jìn)了傳感器的工作。
本發(fā)明也涉及一種裝有按照本發(fā)明的至少一個(gè)重量傳感器的枰。
這種秤最好內(nèi)裝三個(gè)按照本發(fā)明的重量傳感器，它們?cè)O(shè)在一個(gè)共同的平臺(tái)下，由桿承載的應(yīng)變化連接于一個(gè)共同的電子測(cè)量電路。
這種秤克服了現(xiàn)有技術(shù)的秤的缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的稱只有一個(gè)傳感器，其中，單一的桿受到不需要的力矩和相當(dāng)大的彎曲。
在秤的一個(gè)推薦實(shí)施例中，平臺(tái)通過(guò)桿的所述另一端承載的承載面上支承的零件與傳感器的一表面接觸，從而使框架是自由的。
在另一實(shí)施例中，平臺(tái)通過(guò)支承在由框架構(gòu)成的承載面上的零件與傳感器的一個(gè)相接觸，從而使由桿的所述另一端承載的承載面是自由的。
在上述兩實(shí)施例中，傳感器是秤腳的一部分。稱的底座則是非整體的。因此，本發(fā)明的平塊形傳感器形成一種制造簡(jiǎn)單，使不需要的力矩引起的誤差減至最小，從而保證了精確測(cè)量。
現(xiàn)對(duì)照以下附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的重量傳感器的立體圖；圖2是與圖1類似的視圖，表示本發(fā)明的另一實(shí)施例；圖3是一立體圖表示從一金屬桿切割本發(fā)明的傳感器；圖4是本發(fā)明的秤的立體圖；圖5是本發(fā)明的秤的縱剖圖；圖6是一傳感器的立體圖，在其兩個(gè)相對(duì)表面上設(shè)有適于分別與秤的平臺(tái)和一平面接觸的承載件。
在圖1和2所示的實(shí)施例中，適用于秤的重量傳感器具有一載有應(yīng)變片2，2a的桿1形狀的測(cè)試體，所述桿1由于被測(cè)重量的作用而彎曲。
按照本發(fā)明，所述桿1在框架3內(nèi)延伸，其一端相對(duì)于框架3是自由的，并包括一個(gè)承載面4，其適于承受與作用在框架3的承載面5上的力F1方向相反的力F。整個(gè)傳感器由彈性材料制成整體，呈平塊形。承載面4完全位于框架3中。
在圖示實(shí)例中，框架3呈矩形，但框架3也可以是其它形狀(圖形、梯形、六邊形等)。框架3不必是一個(gè)封閉的框體。
桿1沿框架3的對(duì)稱的方向延伸。由桿1的所述另一端承載的承載面4具有兩個(gè)在框架3內(nèi)延伸且最好對(duì)稱于桿1的部分4a，4b。
如圖1和2所示，由桿的所述另一端承載的承載面4具有一個(gè)部分4a，部分4c最好垂直于桿1，且垂直于桿1所連接的框架3的部分3a。垂直于桿1的部分4c延伸著兩個(gè)平行的部分4a，4b它們伸向框架3的部分3a。這兩個(gè)部分4a，4b的長(zhǎng)度稍短于桿1的長(zhǎng)度。
在圖2的實(shí)例中，應(yīng)變片2a放在一陶瓷支承件上，該支承件粘合在桿1的全長(zhǎng)，與桿1的一端相鄰的框架3的一部分及承載面4鄰近桿1的另一端的一部分上。
實(shí)驗(yàn)證明上述布置改進(jìn)了傳感器的工作，傳感器尺寸小的情況下效果更好。
圖1和2所示傳感器是一個(gè)厚度恒定不變的平的彈性金屬塊，它可以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)地從一具有適當(dāng)機(jī)械特性的金屬桿切片制成(見(jiàn)圖3)。這種傳感器也可燒結(jié)金屬粉末制成，或者由金屬板切出。
這種包括測(cè)試體和兩個(gè)相對(duì)的承載面的整體式傳感器能夠以特別簡(jiǎn)單的方式裝入秤中。
這種秤最好包括至少三個(gè)本發(fā)明的重量傳感器。圖4所示的秤包括4個(gè)重量傳感器7。由這些傳感器7的桿承載的應(yīng)變片連接于一個(gè)共同的電子測(cè)量電路8。
圖4和5所示的秤包括一個(gè)適于接受被測(cè)重量10的平臺(tái)9。
如圖5所示，平臺(tái)9通過(guò)一個(gè)基本是U形件11與傳感器7的一表面接觸，U形件11承載在所述桿1的所述另一端承載的承載面4上，使框架3是自由的(見(jiàn)圖6)。
作為上述方案的一種替代方案，平臺(tái)9可通過(guò)框架構(gòu)成的承載面著承載與支承的零件來(lái)接觸傳感器7的一表面，使由桿1的所述另一端承載面4是自由的。在這種情形中，傳感器7的布置與上述布置相反。
傳感器7的承載面5與裝在平臺(tái)9上的接觸U形件11的表面相對(duì)，承載面5與一零件12相接觸，零件12放在如放置秤的工作臺(tái)的表面13上。
零件12與相應(yīng)的傳感器7構(gòu)成稱的四腳之一。因此，這種秤無(wú)需底座。
當(dāng)然，與零件11一樣，零件12與傳感器7的承載面4和5之一接觸，使另一承載面是自由的，從而可使桿1自由彎曲。
為此目的，只要將零件11和12以一種適當(dāng)?shù)姆绞酵诳占纯伞?br> 件12最好是彈性體塊。
在稱重過(guò)程中，平臺(tái)和傳感器之間的機(jī)械連接因其結(jié)構(gòu)并不鎖緊，傳感器處于機(jī)構(gòu)平衡狀態(tài)。因此，上述機(jī)械連接可較為松馳或撓性的，例如可采用夾緊或快動(dòng)咬合等方式。這種非剛性連接的優(yōu)點(diǎn)在于，使各傳感器相互獨(dú)立，從而消除了滯后和回零誤差。
因此，本發(fā)明提供了一種成本低且克服了現(xiàn)有技術(shù)中各種缺點(diǎn)的秤，例如稱人體重量的秤。
稱人體重量的秤的傳感器例如可用鋼制成。桿1的長(zhǎng)度可為15mm，其橫截面為10mm×15mm。傳感器的總體尺寸可以為38mm×38mm，其總厚度為5mm。
權(quán)利要求
1.適用于枰且呈平塊形的重量傳感器，它包括一根呈桿(1)狀的，承載著應(yīng)變片(2)的測(cè)試體；所述桿(1)由于被測(cè)重量而彎曲，桿(1)的兩相對(duì)端各連接于承載面(4，5)，所述一承載面用來(lái)承受與作用在另一承載面上的反作用力(F1)方向相反的力；其特征在于一承載面(5)由一框架(3)承載，在框架3中桿(1)延伸，桿(1)的一端連接于框架(3)，其另一端承載著另一承載面(4)，承載面(4)相對(duì)于框架(3)是自由的，且完全位于框架(3)之中。
2.如權(quán)利要求1所述的重量傳感器，其特征在于所述框架(3)呈矩形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的重量傳感器，其特征在于所述桿(1)沿著框架(3)的對(duì)稱方向延伸。
4.如權(quán)利要求1或2所述的重量傳感器，其特征在于由桿(1)的所述一端承載的承載面(4)具有兩個(gè)在框架(3)內(nèi)延伸，對(duì)稱于桿(1)的部分。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的重量傳感器，其特征在于由桿(1)的所述另一端承載的承載面(4)具有一個(gè)部分(4c)，所述部分(4c)垂直于桿(1)且垂直于桿(1)所連接的框架(3)的部分(3a)，所述垂直于桿(1)的部分(4c)延伸有兩個(gè)平行的部分(4a，4b)，它們向著框架(3)的所述部分(3a)延伸。
6.如權(quán)利要求4或5所述的重量傳感器，其特征在于所述部分(4a，4b)的長(zhǎng)度稍短于桿(1)的長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的重量傳感器，其特征在于所述應(yīng)變片(2a)設(shè)置在一陶瓷支承件上，所述支承件粘合在桿(1)、框架(3)的相鄰于桿(1)的所述一端的部分及所述承載面(4)的相鄰于桿(1)的所述另一端的部分上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的重量傳感器，其特征在于它包括一厚度恒定不變的平金屬塊。
9.如權(quán)利要求8所述的重量傳感器，其特征在于它是從一金屬桿(6)的切片制成的。
10.一種具有至少一個(gè)如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的重量傳感器的秤。
11.一種具有至少三個(gè)如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的重量傳感器的秤，由傳感器的桿承載的應(yīng)變片連接于一個(gè)共同的電子電路。
12.如權(quán)利要求11所述的秤，它包括一個(gè)接受被測(cè)量(10)的平臺(tái)(9)，其特征在于平臺(tái)(9)通過(guò)一個(gè)電桿(11)的所述另一端承載的承載面(4)支承的零件與傳感器(7)的一表面接觸，從而使框架(3)是自由的。
13.如權(quán)利要求11所述的秤，它包括一個(gè)接受被測(cè)重量(10)的平臺(tái)(9)，其特征在于平臺(tái)(9)通過(guò)框架(3)構(gòu)成的承載面上支承的零件(11)與傳感器(7)的一表面接觸，從而使桿(11)的所述另一端承載的承載面(4)是自由的。
14.如權(quán)利要求12或13所述的秤，其特征在于傳感器(7)的與接觸裝在平臺(tái)(9)上的表面相對(duì)的承載面與一零件(12)接觸，零件(12)支承在所述秤所放置的平面(13)上，所述零件(11)與相應(yīng)的傳感器(7)構(gòu)成所述秤的一個(gè)支腳。
15.如權(quán)利要求14所述的秤，其特征在于所述零件(12)與傳感器(7)的承載面之一接觸，從而使另一承載面是自由的。
16.如權(quán)利要求14或15所述的秤，其特征在于所述零件(12)是一個(gè)彈性體塊。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的秤，其特征在于與傳感器的每個(gè)承載面接觸的所述平面(11，12)借助固定裝置固定在平臺(tái)(9)和/或傳感器(7)上，所述固定裝置不受被測(cè)重量的負(fù)載作用，從而保證各傳感器的獨(dú)立性。
全文摘要
本發(fā)明的重量傳感器包括一承載應(yīng)變片(2)的呈桿(1)形狀的測(cè)試體，所述桿1由于被測(cè)重量的作用而彎曲。桿(1)在框架(3)中延伸，其一端連接于框架(3)，另一端相對(duì)于框架(3)是自由的并具有用于承受與作用在框架(3)的承載面(5)上的反作用力(F1)方向相反的一個(gè)力(F)，整個(gè)傳感器制成平塊形式的單體。
文檔編號(hào)G01G21/00GK1143746SQ96106220
公開(kāi)日1997年2月26日 申請(qǐng)日期1996年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月9日
發(fā)明者迪迪爾·安托萬(wàn)-米爾霍姆, 貝馬德·皮陶德, 米歇爾·薩拉贊 申請(qǐng)人:Seb公司