一种压力测量模块及传感器的制作方法

1.本发明涉及机械及控制技术领域。尤其是涉及一种压力测量模块及传感器。


背景技术：

2.对于油缸而言，其压力值是重要的动作状态参数，一般通过在油缸进液口安装三通，在三通上连接传感器来测量油缸的压力值。这种方式比较灵活，但是需要在油缸外部预留相应空间用于安装传感器，占用空间，且在使用过程中容易被损坏。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种安装在油缸内部的压力测量模块及传感器。
4.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
5.第一方面，本发明实施例提供一种压力测量模块，包括：壳体，在所述壳体内设有压力测量芯体，在所述压力测量芯体的第一端设有导压孔，在所述压力测量芯体的第二端设有信号处理模块；所述压力测量芯体与所述信号处理模块电连接。
6.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述压力测量芯体包括压力薄膜，所述压力薄膜与所述压力测量芯体电连接；当所述导压孔中进入压力液体时，所述压力薄膜产生形变，使压力测量芯体产生电信号。
7.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述信号处理模块包括信号放大模块，用于放大压力测量芯体产生的电信号。
8.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述压力薄膜与所述壳体焊接或者粘接为一体。
9.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述壳体的外侧设有密封槽，在所述密封槽中设有密封件。
10.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述壳体与所述密封件的材质为耐腐蚀材料。
11.第二方面，本发明实施例提供一种传感器，包括第一方面中任一所述的压力测量模块，还包括：数据处理模块和底座，在所述底座的第一端设有安装孔，所述压力测量模块位于所述安装孔中，所述数据处理模块位于所述底座的第二端，且所述压力测量模块与所述数据处理模块之间电连接。
12.根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述数据处理模块包括信号调节模块、模数转化模块和主控制单元，所述信号处理模块与所述信号调节模块电连接，所述信号调节模块与所述模数转化模块电连接，所述模数转化模块与所述主控制单元电连接；当所述信号调节模块接收到所述信号处理模块的电信号后，进行调节，并将调节后的电信号传递至所述模数转化模块，所述模数转化模块将转化后的第二数字信号传递至所述主控制单元。
13.根据本发明实施例的一种具体实现方式，在所述底座的第一端设有所述安装孔，
所述安装孔为阶梯孔，包括第一通孔和第二通孔，在所述第一通孔的第二端和所述第二通孔的第一端之间设有阶梯面，且所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径；所述压力测量包括壳体与信号处理模块，所述压力测量模块的壳体位于所述第一通孔中，与所述阶梯面相抵接；所述信号处理模块位于所述第二通孔中；在所述底座的第二端设有安装槽，在所述安装槽中放置有所述数据处理模块，所述安装槽的槽底与所述第二通孔的第二端相连通，所述压力测量模块的信号处理模块与所述数据处理模块通过线缆电联接；在所述安装槽的槽口设有盖板，在所述槽口的边缘处设有第二密封槽，在所述第二密封槽中设有第二密封件，所述盖板盖设在所述第二密封件的上方。
14.本发明实施例提供的一种压力测量模块及传感器，压力液体能够沿导压孔与压力测量芯体相接触，压力测量芯体根据液体的压力值产生相应的电信号，并将上述电信号传递至信号处理模块，通过处理上述电信号可以得到液体的压力值。这样，将压力测量模块及传感器安装在油缸底座上，将油缸与导压孔相连通，油缸中的压力液体就能够进入导压孔中，从而得到油缸的压力值，因此可以将压力测量模块及传感器安装在油缸中。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1为本发明一实施例一种传感器的剖视图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
18.应当明确，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一
20.本发明实施例提供一种压力测量模块，包括：壳体，在所述壳体内设有压力测量芯体，在所述压力测量芯体的第一端设有导压孔，在所述压力测量芯体的第二端设有信号处理模块；所述压力测量芯体与所述信号处理模块电连接。
21.具体的，压力液体能够沿导压孔与压力测量芯体相接触，压力测量芯体根据液体的压力值产生相应的电信号，并将上述电信号传递至信号处理模块，通过处理上述电信号可以得到液体的压力值。这样，将压力测量模块及传感器安装在油缸底座上，将油缸与导压孔相连通，油缸中的压力液体就能够进入导压孔中，从而得到油缸的压力值，因此可以将压力测量模块及传感器安装在油缸中。
22.在一实施例中，所述压力测量芯体包括压力薄膜，所述压力薄膜与所述压力测量芯体电连接；当所述导压孔中进入压力液体时，所述压力薄膜产生形变，使压力测量芯体产生电信号。
23.具体的，导压孔将压力薄膜与外界相连通，由此，油缸中的液体能够沿导压孔与压
力薄膜接触，从而使压力薄膜产生形变。压力薄膜与压力测量芯体电连接，压力薄膜在形变的时候，能够产生电信号，并将上述电信号传递至压力测量芯体，通过处理上述电信号能够油缸的压力值。
24.在一实施例中，为了增强信号传递的稳定性，所述信号处理模块包括信号放大模块，用于放大压力测量芯体产生的电信号。
25.压力液体与压力测量芯体相接触而产生的电信号，尤其是压力薄膜在形变时产生的电信号极其微弱，因此，先通过压力测量芯体将电信号传递至信号处理模块24进行放大处理，再将电信号传递至数据处理模块30，这样有利于增强电信号传递的稳定性。
26.在一实施例中，所述压力薄膜与所述壳体焊接或者粘接为一体。
27.在一实施例中，所述壳体的外侧设有密封槽，在所述密封槽中设有密封件。
28.可以理解的是，压力测量模块安装在传感器上，密封件与传感器相抵接。具体的，油缸中的液体包括液压油、乳化液等，具有已定稿的腐蚀性，通过密封件将信号处理模块与油缸中的液体相隔离，这样，可以避免信号处理模块被损坏。此外，因为，压力测量模块浸泡在油缸的液体中，为保证压力测量模块的性能，在一实施例中，压力测量模块的壳体与壳体外侧的密封件的材质为耐腐蚀材料。
29.实施例二
30.参看图1，本发明实施例提供一种传感器，包括实施例一中任一所述的压力测量模块，还包括：数据处理模块10和底座20，在所述底座的第一端设有安装孔，所述压力测量模块位于所述安装孔中，所述数据处理模块位于所述底座的第二端，且所述压力测量模块与所述数据处理模块之间电连接。
31.具体的，压力测量模块能够将油缸的压力信息转换为电信号传递至数据处理模块，数据处理模块通过处理上述电信号能够得到油缸的压力值。
32.在一实施例中，所述数据处理模块包括信号调节模块、模数转化模块和主控制单元，所述信号处理模块与所述信号调节模块电连接，所述信号调节模块与所述模数转化模块电连接，所述模数转化模块与所述主控制单元电连接；当所述信号调节模块接收到所述信号处理模块的电信号后，进行调节，并将调节后的电信号传递至所述模数转化模块，所述模数转化模块将转化后的第二数字信号传递至所述主控制单元。
33.信号调节模块包括放大模块和滤波模块，由信号处理模块传递至信号调节模块的电信号，先进行放大处理，再进行滤波处理。具体的，信号处理模块连接有输出接口，电信号经输出接口传递至信号调节模块。其中，滤波模块可以是巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器在内的常用低通滤波器；放大模块的放大倍数其接受到的电信号与模数转化模块的输入电压共同决定。需要注意的是，放大模块放大后的电信号的电压值应低于模数转化模块的最大输入值。
34.主控制单元处理数字信号，因此，电信号经信号调节模块处理后，经模数转化模块处理，转换为第二数字信号，并传递至主控制单元。主控制单元通过处理第二数字信号能够得到压力薄膜受到的液体压力，从而得到油缸压力。其中数字信号经数字信号接口传输至主控制单元，数字信号接口可以是spi或者iic。
35.在一实施例中，在所述底座的第一端设有所述安装孔，所述安装孔为阶梯孔，包括第一通孔和第二通孔，在所述第一通孔的第二端和所述第二通孔的第一端之间设有阶梯
面，且所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径；所述压力测量包括壳体31与信号处理模块32，所述压力测量模块的壳体31位于所述第一通孔中，与所述阶梯面相抵接；所述信号处理模块32位于所述第二通孔中；在所述底座的第二端设有安装槽21，在所述安装槽21中放置有所述数据处理模块，所述安装槽21的槽底与所述第二通孔的第二端相连通，所述压力测量模块的信号处理模块与所述数据处理模块通过线缆33电联接；在所述安装槽21的槽口设有盖板，在所述槽口的边缘处设有第二密封槽，在所述第二密封槽中设有第二密封件，所述盖板盖设在所述第二密封件的上方。
36.具体的，在第一安装孔的第三通孔的孔壁上设有内螺纹，在压力测量模块的壳体的侧部设有外螺纹，压力测量模块与底座通过螺纹连接固连为一体。其中，第三通孔和第四通孔之间的阶梯面具有定位的作用，具体的，当压力测量模块的壳体与阶梯面相抵接时，施加的外力不能使压力测量模块与底座之间继续旋紧，这样能够防止因用力过大而导致压力测量模块与底座之间的螺纹连接失效。
37.在一实施例中，传感器还包括位移测量模块，所述位移测量模块包括运动测量机构、运动转换机构和编码器；所述运动测量结构包括拉绳和螺纹柱，所述拉绳与所述螺纹柱相连接，所述螺纹柱与活塞杆固定连接；所述运动转换结构包括安装座、支撑柱、定滑轮、旋转台和顶板，所述支撑柱设有至少一个，所述安装座固定设置在所述底座的第一端，所述顶板平行设置在所述安装座的上方，在所述安装座与所述顶板之间立设有所述支撑柱，且所述支撑柱分别设置在所述安装座的端面、所述顶板的边缘处，在所述支撑柱上穿设有所述定滑轮；所述旋转台位于所述顶板与所述安装座之间、所述第一通孔边缘的上方，通过连接柱设置在所述安装座上，其中，旋转台为柱状，且所述旋转台的侧面、靠近第一通孔一端的边缘处设有凸缘；所述拉绳的绳体绕设在所述旋转台上，所述拉绳的一端穿过所述定滑轮与所述螺纹柱固定连接，所述顶板上设有第二通孔，所述螺纹柱穿过所述第二通孔与活塞杆固定连接；在所述安装座上设有第一通孔，在所述底座上设有第二安装孔，所述第一通孔与所述第二安装孔相连通，所述编码器位于所述第二安装孔中；所述运动测量装置位于所述旋转台的内部，与所述编码器相对应设置。
38.其中，位移测量模块可以安装在油缸的无杆腔的底部。
39.具体的，因为螺纹柱与活塞杆固定连接，所以油缸的活塞杆做直线运动时，螺纹柱与活塞杆做同步直线运动，带动拉绳运动。因为拉绳缠绕在旋转台上，所以拉绳带动旋转台做旋转运动。这样，可以说，油缸的活塞杆带动旋转台做旋转运动，因此可以根据旋转台的旋转运动通过计算得出油缸的活塞杆的直线运动的信息。
40.需要说明的是，在本文中，各个实施例之间描述的方案的侧重点不同，但是各个实施例又存在某种相互关联的关系，在理解本发明方案时，各个实施例之间可相互参照；另外，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。