專利名稱：一種彈簧傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測儀器的傳感裝置，特別是一種彈簧傳感器。
彈簧是一種應用非常廣泛的機械零件，同時它又是一種敏感元件。例如利用彈簧的伸長或壓縮的機械位移與它所受到的外力成正比的原理制造的彈簧秤就是把彈簧作為一種敏感元件來使用的。現有公知技術，將彈簧伸長或壓縮的機械位移轉換為數字信號的方法有光柵法-例如用光柵法制造的彈簧數字秤。但這種方法的缺點是光柵很“嬌氣”，經不起長期、反復的機械運動，特別是在振動、潮濕、污染環境條件下使用，性能極不穩定，壽命也不長。用該方法制造的彈簧數字秤，至今仍未投入實際應用。因此，將彈簧伸長或壓縮的機械位移直接轉換成可供測量的電壓的變化，進而轉換成數字量變化，就可克服上述缺點，實現彈簧的機-電轉換，具有廣泛的實用價值。
本實用新型的目的，就是提供一種彈簧傳感器，它把彈簧的伸長或壓縮的機械位移直接轉換成與之成對應關系的電壓的變化，實現機-電轉換。
本實用新型一種彈簧傳感器，其特點是由方波脈沖信號源，固定電阻、彈簧串聯構成的惰性電路，脈沖變換電路組成，方波脈沖信號源的輸出端與惰性電路的一端及脈沖變換電路的控制端連接，惰性電路的另一端接地，惰性電路中電阻與彈簧的共接點為惰性電路輸出端與脈沖變換電路的輸入端連接，脈沖變換電路的輸出端與其它外接顯示部件或數據處理器連接。。
本實用新型提供的一種彈簧傳感器，把彈簧的伸長或壓縮的機械位移轉換成與之成對應關系的電壓的變化，實現了機-電轉換，結構簡單，性能可靠，壽命長，對電源無特殊要求，易于集成，特別適宜于在振動、潮濕、污染的環境條件下使用。
本實用新型有如下附圖圖1為一種彈簧傳感器電路原理圖。
圖2為由固定電阻R、彈簧L構成的積分形式的惰性電路的彈簧傳感器電路原理圖。
下面參照
本實用新型的實施方案。傳感器由方波脈沖信號源、固定電阻、彈簧串聯構成的惰性電路、脈沖變換電路組成。方波脈沖信號源由方波振蕩發生器IC1、電阻R1、晶體JZ、電容C1、C2、三極管G1組成，惰性電路由電阻R2、彈簧L1串聯組成微分形式的惰性電路，脈沖變換電路由三極管G2、模擬開關IC2、電阻R3、R4、電容C3組成，方波脈沖信號源的輸出由IC1的7腳上的G1的發射極e與惰性電路中R2的一端連接，惰性電路的輸出端電阻R2與彈簧L1的共接點與脈沖變換電路的輸入端G2的基極b連接，惰性電路中L1的另一端接地，IC2的控制輸入端IC2的13腳與方波脈沖信號源中的IC1的7腳連接，脈沖變換電路的輸出端R4、C3的共接點與外接顯示部件或數據處理器連接，如圖1所示。惰性電路由彈簧L2、固定電阻R6串聯組成積分形式的惰性電路，惰性電路的L2的一端與方波脈沖信號源的輸出G1的發射極e連接，輸出端彈簧L2、電阻R6的共接點與脈沖變換電路中的G2的基極b連接，電阻R6的另一端接地，如圖2所示。由固定電阻R、彈簧L組成的微分或積分形式的惰性電路，在由方波脈沖信號源的周期方波脈沖信號觸發下，它把彈簧所感受到的被測物理量的變化轉換為周期暫態電路變化信號，即周期微分信號或積分信號，并將這種變化的信號送入脈沖變換電路，脈沖變換電路將惰性電路送來的周期暫態電路信號進行變換，被其模擬開關IC2取出暫態波形中貯能波形即充電波形部分，由脈沖變換電路中的R4、C3構成的積分電路積分后變為直流電壓輸出，該直流電壓的變化與彈簧所感受的被測物理量的變化成對應關系。例如，當惰性電路為微分形式時，被測物理量-力使彈簧伸長時，彈簧的電感量變小，輸出的直流電壓變小；反之，彈簧縮短時，輸出直流電壓增大。當惰性電路為積分形式時，情況正好相反。通過測量輸出的直流電壓的變化達到測量被測物理量變化的目的。直流電壓輸出可用外部連接的顯示部件直流電壓表讀出，也可提供給帶A-D轉換器的單片計算機作數字處理。這種傳感器可廣泛應用于稱重、壓力、加速度、位移、振動等測量領域。例如，將現有彈簧度盤秤中的彈簧兩端用導線引出接入該傳感器電路作為彈簧傳感器的彈簧，配上帶A-D轉換器的單片計算機和顯示電路及單價輸入電路，就可構成彈簧數字計價秤。
權利要求1．一種彈簧傳感器，其特征在于由方波脈沖信號源，固定電阻、彈簧串聯構成的惰性電路，脈沖變換電路組成，方波脈沖信號源的輸出端與惰性電路的一端及脈沖變換電路的控制端連接，惰性電路的另一端接地，惰性電路中電阻與彈簧的共接點為惰性電路輸出端與脈沖變換電路的輸入端連接，脈沖變換電路的輸出端與其它外接顯示部件或數據處理器連接。
2．按權利要求1所述的彈簧傳感器，其特征在于方波脈沖信號源由方波振蕩發生器IC1、電阻R1、晶體JZ、電容C1、C2、三極管G1組成，惰性電路由電阻R2、彈簧L1串聯組成微分形式的惰性電路，脈沖變換電路由三極管G2、模擬開關IC2、電阻R3、R4、電容C3組成，方波脈沖信號源的輸出由IC1的7腳上的G1的發射極e與惰性電路中R2的一端連接，惰性電路的輸出端電阻R2與彈簧L1的共接點與脈沖變換電路的輸入端G2的基極b連接，惰性電路中L1的另一端接地，IC2的控制輸入端IC2的13腳與方波脈沖信號源中的IC1的7腳連接，脈沖變換電路的輸出端R4、C3的共接點與其它外接顯示部件或數據處理器連接。
3．按權利要求1所述的彈簧傳感器，其特征在于惰性電路由彈簧L2、固定電阻R6串聯組成積分形式的惰性電路，惰性電路的L2的一端與方波脈沖信號源的輸出G1的發射極e連接，輸出端彈簧L2、電阻R6的共接點與脈沖變換電路中的G2的基極b連接，電阻R6的另一端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種彈簧傳感器,由方波脈沖信號源,固定電阻、彈簧串聯構成的惰性電路,脈沖變換電路組成,方波脈沖信號源的輸出端與惰性電路的一端及脈沖變換電路的控制端連接,惰性電路的另一端接地,惰性電路中電阻與彈簧的共接點為惰性電路輸出端與脈沖變換電路的輸入端連接,脈沖變換電路的輸出端與其它外接顯示部件或數據處理器連接。可廣泛應用于稱重、壓力、加速度、位移、振動等測量領域。
文檔編號G01D5/02GK2444205SQ00251500
公開日2001年8月22日 申請日期2000年9月14日 優先權日2000年9月14日
發明者陳萬元 申請人:陳萬元