一种微电磁力称重传感器的制作方法

本技术涉及微电磁力称重，具体涉及一种微电磁力称重传感器。

背景技术：

1、微电磁力称重传感器是利用电流的磁效应进行称重的传感器，其广泛应用于各行业的高精密测量，诸如：环境、能源、临床检验等领域的检测；农业、食品医药、金属制造等领域的测量；航空航天燃料用量、化工行业等领域的分析等，其具有测量量程宽、测量速度快、测量精度高等特点，在高精密测量领域发挥出的重要性日渐突出。

2、例如公开号为cn103175595b，名称为基于电磁力补偿原理具有光电位置传感器的称重单元的发明专利公开了一种基于电磁力补偿原理的称重单元，包括固定底座部分，还包括安装在底座部分上永磁系统。悬置线圈通过力传递机构连接到负载接收器上并引导补偿电流。还包括光电位置传感器，其传感器信号对应于从零位起线圈的偏离。闭环控制器以这样的方式控制补偿电流，即在作用于线圈和永磁系统之间电磁力的作用下，线圈和与线圈连接的负载接收器被返回至它们的零位，实现物体的精准称重。

3、基于上述专利提供的称重原理，现有的电磁力补偿原理的称重单元例如公开号为cn216283845u，名称为电磁力平衡称重传感器的实用新型专利，公开了一种电磁力平衡称重传感器，虽然量程增加，但是由于其分体式结构使得整体结构包含众多零部件，使得装配工艺难度增加，同时由于不同部件在不同环境温度中产生的热胀冷缩效果不一致，从而使得测量精度降低，不能满足精密测量的实际使用需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种微电磁力称重传感器，解决目前分体式微电磁力称重传感器测量精度低的问题。

2、本实用新型为实现上述目的技术方案为：

3、一种微电磁力称重传感器，包括传感器本体、电磁力平衡单元和示值显示单元，所述传感器本体包括底座、悬臂称重单元和杠杆单元，所述悬臂称重单元设置在底座的一端，所述电磁力平衡单元设置在底座的另一端，所述杠杆单元设置在电磁力平衡单元与悬臂称重单元之间，杠杆单元的连接端与悬臂称重单元连接，杠杆单元的调节端延伸至电磁力平衡单元内侧，所述电磁力平衡单元与示值显示单元通信连接。

4、进一步限定，所述悬臂称重单元包括垂直梁、第一耦合梁、载荷支撑柱头和四个第一平行杠杆梁，所述垂直梁与底座的一端垂直设置，所述第一耦合梁竖直设置在底座的上方，第一耦合梁与垂直梁平行，四个所述第一平行杠杆梁阵列设置在第一耦合梁与垂直梁之间，第一平行杠杆梁与底座平行设置，所述载荷支撑柱头设置在第一耦合梁的顶部，载荷支撑柱头位于垂直梁与第一耦合梁之间，载荷支撑柱头与第一平行杠杆梁之间，所述载荷支撑柱头的底部与杠杆单元的连接端连接。

5、进一步限定，所述悬臂称重单元还包括多个弹性簧片，所述弹性簧片分别位于对应垂直梁与第一平行杠杆梁之间和第一耦合梁与第一平行杠杆梁之间。

6、进一步限定，所述第一平行杠杆梁上设有四个弹性簧片，两个所述弹性簧片向下凹设在第一平行杠杆梁上端面的两侧，另外两个所述弹性簧片向上凸设在第一平行杠杆梁下端面的两侧。

7、进一步限定，所述悬臂称重单元还包括偏载力臂、偏载补偿力矩梁和偏载误差调节旋钮，所述偏载力臂位于垂直梁的底部并与垂直梁平行设置，偏载力臂与垂直梁之间设有调节间隙，所述偏载误差调节旋钮与偏载力臂底部螺纹连接，偏载误差调节旋钮穿过调节间隙并与垂直梁接触；所述偏载补偿力矩梁与偏载力臂平行设置，偏载补偿力矩梁的底部连在偏载力臂的顶部，偏载补偿力矩梁的顶部与垂直梁的顶部连接。

8、进一步限定，所述杠杆单元包括第二耦合梁、支撑梁和第二平行杠杆梁；所述第二耦合梁竖直设置，第二耦合梁的底端与第一耦合梁的底端连接，第二耦合梁的顶端与第二平行杠杆梁的连接端连接，所述第二平行杠杆梁的调节端延伸至电磁力平衡单元内，所述线圈与第二平行杠杆梁另一端的底面连接，所述光电位置传感器与第二平行杠杆梁另一端相对设置，所述支撑梁竖直设置，支撑梁连接在第二平行杠杆梁与底座之间，支撑梁位于第二平行杠杆梁连接端与其调节端之间。

9、进一步限定，所述电磁力平衡单元包括传感器座、磁钢体、线圈和光电位置传感器，所述传感器座位于底座的另一端，所述磁钢体设置在传感器座内，磁钢体与底座连接，所述线圈沿磁钢体的轴线设置在磁钢体内，所述线圈与杠杆单元调节端的底面连接，所述光电位置传感器设置在传感器座内的顶部，光电位置传感器与杠杆单元的调节端相对，所述光电位置传感器和线圈均与示值显示单元通信连接。

10、进一步限定，所述传感器座包括传感器底座和与传感器底座顶部连接的磁钢端盖，所述磁钢端盖内侧顶部设置有两块相对设置的光电位置传感器安装板，所述光电位置传感器安装板与第二平行杠杆梁同向设置，所述第二平行杠杆梁上设置有光电传感器缝隙，所述光电传感器缝隙位于两个所述光电位置传感器安装板之间，所述光电位置传感器设置在任一光电位置传感器安装板上，所述光电位置传感器与光电传感器缝隙相对设置。

11、进一步限定，所述第一耦合梁侧端面底部设置有限位槽，所述底座上设置有与限位槽间隙匹配的第一平行杠杆梁限位，所述第一平行杠杆梁限位和限位槽均位于第二耦合梁的外侧。

12、进一步限定，所述传感器座还包括第二平行杠杆梁限位，所述第二平行杠杆梁限位的顶端与磁钢端盖的侧端连接，第二平行杠杆梁限位的底端延伸至第二平行杠杆梁另一端的下方。

13、本实用新型的有益效果：

14、1、本实用新型通过将传感器本体设计为一体式结构，一方面降低零部件数量，从而降低装配安装工艺难度与零部件之间的装配误差；另一方面使得整体结构材质统一，整体结构受到外界温度变化热胀冷缩效果一致，整体结构稳定性和可靠性增加，从而提高了测量精度，也保证了测量准确性与可靠性。

15、2、本实用新型通过将传感器本体设计为一体式结构，加工可通过数控一体加工，降低人工组装带来的偏载误差，能够提高传感器的传力模型的对称性，使其在承载器的不同位置都能复现准确的称重数据。

16、3、本实用新型通过将传感器本体设计为一体式结构，传感器设置了双重限位，分别为第一平行杠杆梁限位和第二平行杠杆梁限位，能够在过重载荷和过大电流两个不同领域的量限输入进行限位保护。

技术特征：

1.一种微电磁力称重传感器，其特征在于，包括传感器本体(100)、电磁力平衡单元和示值显示单元(500)，所述传感器本体(100)包括底座(101)、悬臂称重单元(600)和杠杆单元(700)，所述悬臂称重单元(600)设置在底座(101)的一端，所述电磁力平衡单元设置在底座(101)的另一端，所述杠杆单元(700)设置在电磁力平衡单元与悬臂称重单元(600)之间，杠杆单元(700)的连接端与悬臂称重单元(600)连接，杠杆单元(700)的调节端延伸至电磁力平衡单元内侧，所述电磁力平衡单元与示值显示单元(500)通信连接。

2.根据权利要求1所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述悬臂称重单元(600)包括垂直梁(601)、第一耦合梁(602)、载荷支撑柱头(603)和四个第一平行杠杆梁(604)，所述垂直梁(601)与底座(101)的一端垂直设置，所述第一耦合梁(602)竖直设置在底座(101)的上方，第一耦合梁(602)与垂直梁(601)平行，四个所述第一平行杠杆梁(604)阵列设置在第一耦合梁(602)与垂直梁(601)之间，第一平行杠杆梁(604)与底座(101)平行设置，所述载荷支撑柱头(603)设置在第一耦合梁(602)的顶部，载荷支撑柱头(603)位于垂直梁(601)与第一耦合梁(602)之间，载荷支撑柱头(603)与第一平行杠杆梁(604)之间，所述载荷支撑柱头(603)的底部与杠杆单元(700)的连接端连接。

3.根据权利要求2所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述悬臂称重单元(600)还包括多个弹性簧片(605)，所述弹性簧片(605)分别位于对应垂直梁(601)与第一平行杠杆梁(604)之间和第一耦合梁(602)与第一平行杠杆梁(604)之间。

4.根据权利要求3所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述第一平行杠杆梁(604)上设有四个弹性簧片(605)，两个所述弹性簧片(605)向下凹设在第一平行杠杆梁(604)上端面的两侧，另外两个所述弹性簧片(605)向上凸设在第一平行杠杆梁(604)下端面的两侧。

5.根据权利要求4所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述悬臂称重单元(600)还包括偏载力臂(606)、偏载补偿力矩梁(607)和偏载误差调节旋钮(608)，所述偏载力臂(606)位于垂直梁(601)的底部并与垂直梁(601)平行设置，偏载力臂(606)与垂直梁(601)之间设有调节间隙，所述偏载误差调节旋钮(608)与偏载力臂(606)底部螺纹连接，偏载误差调节旋钮(608)穿过调节间隙并与垂直梁(601)接触；所述偏载补偿力矩梁(607)与偏载力臂(606)平行设置，偏载补偿力矩梁(607)的底部连在偏载力臂(606)的顶部，偏载补偿力矩梁(607)的顶部与垂直梁(601)的顶部连接。

6.根据权利要求2～5任一项所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述杠杆单元(700)包括第二耦合梁(701)、支撑梁(702)和第二平行杠杆梁(703)；所述第二耦合梁(701)竖直设置，第二耦合梁(701)的底端与第一耦合梁(602)的底端连接，第二耦合梁(701)的顶端与第二平行杠杆梁(703)的连接端连接，所述第二平行杠杆梁(703)的调节端延伸至电磁力平衡单元内，所述线圈(300)与第二平行杠杆梁(703)另一端的底面连接，所述光电位置传感器(400)与第二平行杠杆梁(703)另一端相对设置，所述支撑梁(702)竖直设置，支撑梁(702)连接在第二平行杠杆梁(703)与底座(101)之间，支撑梁(702)位于第二平行杠杆梁(703)连接端与其调节端之间。

7.根据权利要求6所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述电磁力平衡单元包括传感器座(102)、磁钢体(200)、线圈(300)和光电位置传感器(400)，所述传感器座(102)位于底座(101)的另一端，所述磁钢体(200)设置在传感器座(102)内，磁钢体(200)与底座(101)连接，所述线圈(300)沿磁钢体(200)的轴线设置在磁钢体(200)内，所述线圈(300)与杠杆单元(700)调节端的底面连接，所述光电位置传感器(400)设置在传感器座(102)内的顶部，光电位置传感器(400)与杠杆单元(700)的调节端相对，所述光电位置传感器(400)和线圈(300)均与示值显示单元(500)通信连接。

8.根据权利要求7所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述传感器座(102)包括传感器底座(103)和与传感器底座(103)顶部连接的磁钢端盖(104)，所述磁钢端盖(104)内侧顶部设置有两块相对设置的光电位置传感器安装板，所述光电位置传感器安装板与第二平行杠杆梁(703)同向设置，所述第二平行杠杆梁(703)上设置有光电传感器缝隙(704)，所述光电传感器缝隙(704)位于两个所述光电位置传感器安装板(705)之间，所述光电位置传感器(400)设置在任一光电位置传感器安装板(705)上，所述光电位置传感器(400)与光电传感器缝隙(704)相对设置。

9.根据权利要求8所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述第一耦合梁(602)侧端面底部设置有限位槽(609)，所述底座(101)上设置有与限位槽(609)间隙匹配的第一平行杠杆梁限位(105)，所述第一平行杠杆梁限位(105)和限位槽(609)均位于第二耦合梁(701)的外侧。

10.根据权利要求9所述的微电磁力称重传感器，其特征在于，所述传感器座(102)还包括第二平行杠杆梁限位(106)，所述第二平行杠杆梁限位(106)的顶端与磁钢端盖(104)的侧端连接，第二平行杠杆梁限位(106)的底端延伸至第二平行杠杆梁(703)另一端的下方。

技术总结本技术涉及微电磁力称重技术领域，具体涉及一种微电磁力称重传感器，包括传感器本体、电磁力平衡单元和示值显示单元，传感器本体包括底座、悬臂称重单元和杠杆单元，所述杠杆单元设置在电磁力平衡单元与悬臂称重单元之间，杠杆单元的连接端与悬臂称重单元连接，杠杆单元的调节端延伸至电磁力平衡单元内侧，所述电磁力平衡单元与示值显示单元通信连接；通过将传感器本体设计为一体式结构，一方面降低零部件，降低装配安装工艺难度；另一方面使得整体结构材质统一，整体结构受到外界温度变化热胀冷缩效果一致，整体结构稳定性和可靠性增加，从而增加了测量精度，也保证了测量准确性与可靠性。技术研发人员：肖福礼,王喜阳,石鑫,刘文佳,刘海,孙怀号,李毅,行和平,马严安受保护的技术使用者：陕西省计量科学研究院技术研发日：20231114技术公布日：2024/7/25