軸銷感測器

20世紀90年代以來，某些電子衡器的總體設計開始脫離傳統的零部件組裝式結構，向著多樣化、個性化的方向發展，其中一個主要的發展趨勢就是承載器與稱重感測器合二為一的集成化結構。此時，承載器就是一個技術性能完全符合要求的專用稱重感測器，或者說稱重感測器本身就是一個整體型承載器。電子吊秤、行車電子秤所用的軸銷感測器就是這種結構的典型代表。

基本介紹

• 中文名：軸銷感測器
• 特點：結構緊湊，幾何外形簡單
• 時間：20世紀90年代
• 類型：電子設備

軸銷感測器介紹

結構與特點

軸銷感測器實際上就是一根承受剪力作用的空心截面圓軸，雙剪型電阻應變計貼上在中心孔內凹槽中心的位置上，有兩種組橋測量方式，即兩個凹槽處的雙剪型電阻應變計共同組成一個惠斯通電橋，或分別組成惠斯通電橋再並聯進行測量。軸銷剪下式稱重感測器結構簡圖如圖1所示。 軸銷感測器具有如下特點：

1. 彈性元件為一整體空心截面圓軸，結構緊湊，幾何外形簡單，容易加工出很高的尺寸和形位精度；

2. 空心截面具有很強的抗扭轉、抗彎曲能力，並且軸銷中性軸處的應力最大；

3. 當空心截面軸銷承受垂直和水平彎曲時，彎矩為零的截面在同一截面；

4. 當設計較大容量的軸銷感測器時，中心孔也較大，雙剪型電陰應變計可以貼上在孔內，即得到很好的保護又可以實施抽真空充惰性氣體密封工藝；

5. 與相關承力部件組裝容易，使用方便。

軸銷感測器的缺點是生產工藝難度大，需要較多的專用工具與裝備。

受力與理論

軸銷感測器可以簡化為兩端簡支中間受一集中載荷爾蒙P作用的空心截面梁，其力學模型和空心截面如圖2所示。

軸銷感測器的輸出受很多因素影響，主要有軸銷中心孔的直徑d，凹槽的最小直徑D，負銷與支撐之間的間隙，支撐的硬度和雙剪型電阻應變計的尺寸等，在結構設計與計算時應認清相互的關係，作到尺寸選擇最佳化以保證軸銷感測器性能波動最小。

製造工藝

軸銷結構與其它結構稱重感測器的製造工藝完全相同，只是由於雙剪型電阻應變計貼上在深孔內，需要購置和設計專用的噴砂處理、劃線貼片、加壓固化工具和裝備。

檢測與套用技術

由於軸銷感測器本身就是一個整體彈性元件，即沒有保護外殼又沒有載入壓頭和承載底座，因此在測試與標定時，應該採用與實際安裝使用時相同的邊界支撐，最好就是同一個支撐。

近年來，軸銷感測器主要套用於電子吊秤領域，與U形吊環配合，組裝成數量式或無線傳輸式電子吊秤最為多見。由於軸銷直接與吊環和吊鉤裝配，不但省去了結構複雜的承載殼體，而且還可提高裝配精度，保證了稱量準確度。吊鉤同樣可以設計成360度旋轉型，此種集成化結構的電子吊秤示意圖如圖3所示。

結語

軸銷感測器體現了電子衡器小型化、模組化、集成化、智慧型化的發展方向，是續集成化稱重板、稱重軌、稱重梁後又一個研發熱點，在國外已批量生產，套用比較廣泛。國外軸銷感測器的發展與套用動向，值得我國稱重感測器生產企業研究、借鑑，只要解決個別製造工藝問題，就完全可以研製出具有我國工礦企業套用特點的軸銷感測器及其配套的電子吊秤、行車電子秤。