包括具有局部硬度差異的傳感器板的力傳感器的制造方法
【專利摘要】一種用于測量力的力傳感器，其包括至少一個測量電阻器(8)布置在其中的傳感器板(1)，通過測量電阻器可以檢測到傳感器板(1)的由于待測量的力引起的變形。傳感器板(1)包括通過其影響傳感器板(1)的變形性能的至少一個局部弱化區域(22)。弱化區域(22)導致傳感器板(1)中的力的通量分流并且使力集中在傳感器板(1)的非弱化部分處。至少一個測量電阻器(8)優選地布置在傳感器板(1)的此非弱化變形部分處。至少一個弱化區域(22)限定其彼此至少分段地分離的傳感器板部分，傳感器板部分暴露于反作用力。例如，傳感器板(1)可以與評估電路(5)一起安裝在殼體(3)中，并且構成具有緊湊尺寸與高測量敏感性的力傳感器。
【專利說明】包括具有局部硬度差異的傳感器板的力傳感器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于測量力的力傳感器，其中力傳感器利用其上布置有至少一個測量 電阻器的傳感器板。通過施加待測量的力使傳感器板略微變形并且傳感器板的變形影響了 測量電阻器的值。因此可以根據測量電阻器的值推斷出作用在傳感器板上的力的大小與方 向，從而通過此種方式獲得力傳感器。
【背景技術】
[0002] 優選地在傳感器板上布置有多個測量電阻器，其中橋接電路用于準確地測量測量 電阻器的電阻值。優選地可以根據通過之前采用的或者計算的校準曲線的電阻讀數推斷出 力。
[0003] 通過現有技術水平已知其中形成有力傳感器的應用，其中將包括具有施加到其上 的測量電阻器的金屬晶片的傳感器板焊接到金屬本體的孔中，金屬本體優選為具有此孔的 細長金屬板的形式。將待測量的力施加到金屬板的兩個自由端，由此形成的板的略微變形 傳送到傳感器晶片并且導致電阻讀數的變化。通過所述讀數推斷出力。
[0004] 然而已知的布置具有缺點，即對于合理的實際應用來說必須提供支撐傳感器晶片 的板狀金屬本體的最小穩定性，這自然地損害了所述已知力傳感器的測量靈敏性。
【發明內容】
[0005] 與此相比，本發明的目的是提出一種用于測量小作用力的力傳感器。
[0006] 通過包括權利要求1的特征的力傳感器實現了此目的。
[0007] 根據本發明，提供了用于測量力的力傳感器，所述力傳感器包括至少一個測量電 阻器布置在其中的傳感器板，并且利用所述至少一個測量電阻器可以通過待測量的力檢測 到傳感器板的變形。傳感器板具有影響傳感器板的變形性能的至少一個局部弱化區域。
[0008] 因此根據本發明提供了以此種方式設計傳感器板使得其不是均勻板而是具有弱 化區域的板，通過該弱化區域可以影響傳感器板的變形性能。尤其考慮到通過形成弱化區 域將變形集中在非弱化部分上，以使得沒有或僅小作用力可以傳送到那里。這尤其可以通 過在傳感器板中設置通過其自然地不傳送力的切口或凹入部的事實來實現。
[0009] 優選地，測量電阻器布置在傳感器板的不同于弱化區域的變形部分處。通過此種 方式將測量電阻器布置在力通量集中之處，即測量電阻器布置在期望高變形的位置處。
[0010] 優選地通過弱化區域而彼此分離的傳感器板部分通過可操作地連接到測量電阻 器的地帶（land)相互連接。此可操作連接可以使得測量電阻器或者多個測量電阻器布置 在地帶自身上。可操作連接還可以使得測量電阻器或者多個測量電阻器布置在地帶的根部 區域中并且還布置在相應的傳感器板部分上，從而使測量電阻器已經布置在傳感器板的張 力集中之處的一部分中并且由此使變形更加顯著。
[0011] 優選地，在力傳感器的傳感器板中的弱化區域可以是較薄板材的板切口或者其它 部分，理所當然地所述兩個構造的組合也是可能的。優選地傳感器板將具有大發展，因為它 們更容易制造。然而，在沒有形成大發展的情況下，能夠通過適當方法沿著厚度方向研磨傳 感器板的一部分。例如，這當傳感器板自身需要進一步包括密封功能時，例如當其邊緣側焊 接到殼體時可能是有趣的。
[0012] 優選地，待測量的力是作用在傳感器板上的反作用力，其中局部弱化將布置在反 作用力作用在傳感器板上的這些區域之間。通過此種方式確保反作用力之間的差值集中于 在那里可以進行力傳送的傳感器板的位置處，而弱化區域或切口幾乎不參與力傳送。通過 此種方式，可以通過傳感器板來獲得測量敏感性，即小力的可測量性。
[0013] 優選地或者在本發明的優選實施方式中，傳感器板通過弱化區域再分成邊緣部分 或外部部分與中間部分，所述兩個部分通過至少一個地帶連接，并且所述部分是其中反作 用力作用于其中的那些區域，其中一個或多個測量電阻器可以布置在地帶上或者在地帶的 根部區域中，由此測量到在傳感器板的最大變型區域中的力。外部部分與中間部分均可以 設有附加弱化區域。
[0014] 在本發明的構造中，布置有至少兩個弱化區域，使得它們與從傳感器板的中間延 伸到其外邊沿的直線相交。實現此的可能性在于將弱化區域布置在圓盤狀的傳感器板上的 同心不完整圓節段或直線中，使得形成其中沿著徑向方向觀察時弱化區域是重疊的區域， 其中與非弱化板部分相互連接的非弱化地帶部分被保持。
[0015] 傳感器板優選地以其檢測作用在中間部分以及相對作用在通過弱化區域與中間 部分分開的部分中的邊緣或外部部分上的反作用力的形式使用。傳感器板可以在邊緣側處 夾緊在殼體中并且其中間部分可以與力施加部分相關或者聯接構件相對殼體保持可移動。 在此情形中相對與板的平面堅直地或者傾斜地施加待測量的反作用力，使得傳感器板的變 形集中在弱化區域之間的非弱化部分處。在此區域中，測量電阻器優選地布置為使得能夠 精確測量甚至更小的力。在描述的布置中，傳感器板的外部部分被支撐，并且中間部分適于 連接到聯接構件以便產生待測量的力。可以在殼體處執行支撐，同時使用相對于殼體可移 動支撐的圓盤作為聯接構件，所述圓盤具有連接到傳感器板的中間部分的延伸部。還可以 通過諸如橡膠插入件等的彈性可變形部分實現相對于殼體的聯接構件的可移動支撐。聯接 構件可以支撐諸如螺紋延伸部的連接部分。
[0016] 優選地傳感器板具有三倍徑向對稱。傳感器板可以具有相互圍住120°的相應角 度的三個相等形狀的地帶。此外或另選地，邊緣部分可以具有傳感器板通過其緊固到接收 件的三個緊固點。這些緊固點可以相互地圍住120°的相應角度并且在優選方式中可以居 中地布置在兩個地帶之間。由此給出了測量信號與在三個緊固點處施加到邊緣部分的局部 載荷之間的比例。
[0017] 在本發明的有利構造中，傳感器板是圓盤。然而，還能夠以不同設計來制造傳感器 板，其中認為可以更容易地制造用于支撐傳感器板的殼體或接收件的構造為圓形。
[0018] 優選地傳感器板具有基部部分以及遠離所述基部部分延伸并且通過弱化區域限 定的突出部分。至少一個測量電阻器布置在突出部分中，并且動作部分，即其中待測量的力 施加到傳感器板的區域，是由基部部分與背向基部部分的突出部分的端部形成的部分。
[0019] 例如，基部部分是圓環，由于突出部分包括在其上的測量電阻器，因此多個臂從所 述基部部分輻條狀地延伸到圓環的中間。臂狀突出部分可以以自由端終止于圓環的中間或 者它們可以像轂一樣連接以形成用于施加待測量的力的接合部分。
[0020] 多個測量電阻器可以通過橋接電路連接并且可以與評估電路連接。橋接電路是也 稱作為惠斯登電橋的電阻器的連接。此電路本身是已知的并且不需要詳細描述。重要的是 可以通過所述橋接電路非常精確地測量此電阻值。
[0021] 如果使用多個測量電阻器，尤其當使用在傳感器板的不同部分上的多個測量電阻 器時，不僅可以測量相對于板垂直的一對力/反力，而且還能相應地檢測與推斷力的方向 和與傳感器板的中間相關的力應用的位置。傳感器板優選地設計為，尤其弱化區域選擇為， 使得力在ION到1000N的范圍內產生測量電阻器的值的充分改變，從而可以在此范圍內可 靠地且精確地檢測這些力。
[0022] 特別地，設有用于通過具有多個弱化區域以及與弱化區域連接安裝的多個測量電 阻器的板狀傳感器確定力向量的應用。傳感器首先提供了相應測量電阻器的單個信號，然 后其可以彼此抵消，使得從單個信號獲得力向量的數量與方向或者數量與聯接點（位置）。 相應的計算情形，即數量與方向或位置與數量的計算由傳感器的應用情形產生。如果力施 加到傳感器板的固定點，那么可以從測量電阻器的單個信號推斷出力傳感器的數量與方 向。然而，如果力經由滑動球等傳送到傳感器板，例如，沒有橫向力適于傳送，那么力應用的 數量與位置可以確定為與傳感器板的平面正交。
[0023] 優選地經由單個信號的向量增加或者通過基于圓柱坐標系統中的單獨測量電阻 器位置以及相關的單個信號的矩陣方程來確定關于數量與方向或者關于數量與位置的力 向量。
[0024] 優選地傳感器板和/或容納傳感器板的殼體和/或聯接構件由不銹鋼制成。
[0025] 布置在傳感器板上的測量電阻器可以是通過薄膜技術施加的電阻器。
[0026] 制造根據本發明的用于測量力的力傳感器的可能方法提供了在已經通過薄膜技 術而應用測量電阻器以后設置根據前述類型的弱化區域的傳感器板。通過此種方式，通過 根據傳統方法的薄膜技術而設有測量電阻器的傳感器板可以隨后適于通過將適當切口或 弱化區域引入到傳感器板的測量任務。用于此的可能方法可以是噴水切割或者激光切割。 還能夠在腐蝕方法或蝕刻方法的協助下在傳感器板中形成弱化區域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 下文將通過參照附圖的優選實施方式詳細地說明本發明，在附圖中：
[0028] 圖1示出了橫跨力傳感器的實施方式的示意性橫截面視圖；
[0029] 圖2以俯視圖示出了傳感器板的實施方式；
[0030] 圖3以立體圖示出了根據圖2的傳感器板；
[0031] 圖4示出了用于根據圖1的力傳感器的傳感器板的另一個實施方式；
[0032] 圖5是用于力傳感器的傳感器板的另一個實施方式；
[0033] 圖6是用于力傳感器的傳感器板的另一個實施方式；
[0034] 圖7是用于力傳感器的傳感器板的另一個實施方式；
[0035] 圖8示出了如其它實施方式的傳感器板中的凹入部的另選構造；
[0036] 圖9是力傳感器的實施方式的側向外觀圖；以及
[0037] 圖10是力傳感器的具有作用于其上的力的另一個實施方式的示意性描述；以及
[0038] 圖11示出了用于根據傳感器的讀數說明力應用位置的位置坐標的計算的坐標系 統。
【具體實施方式】
[0039] 圖1示出了用于力傳感器的第一實施方式的橫截面視圖。圖1中示出的力傳感器 具有容置傳感器板1的杯狀殼體3以及在其內部的聯接構件4。在杯狀殼體3的壁部分的 內周邊處形成周邊凹槽32,接合在聯接構件4的周邊凹槽46中的環45可以插入在此周邊 凹槽32中。凹槽32與周邊凹槽46均設有足夠空隙，以使聯接構件4可以沿著圖1中的向 下方向移動。插入環45用作防止破壞聯接到聯接構件4的傳感器板1的止動元件。聯接 構件4包括形成于在其中容納密封件43的周邊凹槽46上方的周邊凹槽47。密封件43由 彈性體制成并且包括沿著周向方向突出的密封唇44,該密封唇44與杯狀殼體3的壁密封接 觸。密封件43設計為允許聯接構件4相對于殼體3的充分移動。另選地，密封件也可以是 在其兩個周邊邊緣處牢固地連接到相應元件（殼體/聯接構件）的波紋管的形式。
[0040] 聯接構件4是包括中間突出部42的圓盤41，中間突出部42繼而具有適于與傳感 器板1形成接觸的環形軸套46。
[0041] 在杯狀殼體3內部，即在"杯底"的區域中，底部區域33設有凹入部31。凹入部31 適于容納評估板5,未詳細描述的電子部件與導線可以布置在評估板5上，電子部件與導線 適于檢測與評估測量電阻器的電阻值并且經由未示出的連接設置將結果輸出到外部。
[0042] 如圖1中所示，傳感器板1布置在底部區域33上同時閉合凹入部31。傳感器板1 包括邊沿部分18和通過分段的弱化區域22而彼此分離的中間部分19。弱化區域22是將 要在下文詳細描述的傳感器板1中的狹縫。
[0043] 在傳感器板1的周邊區域中形成了邊緣加強件17,在安裝狀態中傳感器板1通過 邊緣加強件17擱置在殼體3的底部區域33上。傳感器板1與邊緣加強件17在邊緣部分 18中被刺穿，并且擰入到殼體3中的螺釘6將傳感器板1固定在殼體3的底部區域33。作 為另選，如在圖1的左側上示出的，可以使用由螺釘6穿過的中間環66。一方面，中間環66 將緊固力分配到傳感器板1的邊緣部分18的較大區域并且此外允許將傳感器板構造為具 有通向邊緣側的槽口以便緊固。通過寬大尺寸設計的槽口能夠通過螺釘固定防止傳感器板 1中的不期望的張力。
[0044] 在圖1中示出的布置中，測量電阻器（未示出）布置在傳感器板1的上面。在此情 形中，處于突破形式的弱化區域22可以被用于引導測量電阻器與評估電路5之間的導線。
[0045] 圖2示出了可以例如安裝在根據圖1的力傳感器中的傳感器板1的實施方式。傳 感器板1是圓盤，該圓盤在其周邊處具有形成的槽口 16,緊固元件（未示出）適于被引導通 過槽口 16以便能夠將傳感器板1固定到殼體（未示出）。此外，在圖2中清楚可見的是支 撐槽口 16的邊緣部分18通過作為弱化區域的狹縫22部分與中間部分19分段地分離。傳 感器板1在中心處還包括孔21，孔21的尺寸設計為使得聯接構件（未示出）不能在其上動 作。
[0046] 傳感器板1的在將邊緣部分18與中間部分19彼此連接的那些部分稱作為地帶并 且在圖2中以附圖標記20指示。在根據圖2的布置中，傳感器板1具有三個地帶20。在 此情形中地帶以120°的相等角分度布置；由此對于評估來說對稱是有利的。測量電阻器8 布置在地帶20上；在圖2中為每個地帶20布置兩對測量電阻器8。示出的在地帶20上的 測量電阻器8的布置僅是示例性的；還可以選擇包括更多或更少測量電阻器或者具有測量 電阻器的不同對準的布置。例如，地帶的兩對測量電阻器也可以布置為使得它們形成長方 形的相對側面，從而使它們布置在長方形中。另選地，具有接合中心的交叉狀布置也是可能 的。
[0047] 例如，這些測量電阻器形成全橋或者溫度補償的惠斯登全橋。為此目的，傳感器的 兩個測量電阻器可以布置在傳感器的表面上的相應壓縮或張力區域中。
[0048] 由于形成全橋的電路，因此通過溫度補償使測量結果變得更精確并且更加可重 復。
[0049] 圖3示出了根據圖2的傳感器板1，其中省略了測量電阻器8。根據圖3,傳感器 板1是圓盤，該圓盤具有將傳感器板1再分成中間部分19與邊緣部分18的狹縫狀弱化區 域22,所述兩個部分經由地帶20固定地連接到彼此。在圖3中，進一步可見的是邊緣加強 件17形成在傳感器板1的邊緣區域中，并且此邊緣加強件17也是可見的并且在圖1中被 示出。
[0050] 允許螺釘或其它緊固件穿過槽口 16以將傳感器板1固定在適當接收件，優選地力 傳感器殼體處。如圖3中示出的設置在傳感器板1的中間的孔21用于連接例如如圖1中 示出的具有附圖標記4的聯接構件。件從孔21偏移，聯接構件還可以以將張力施加到傳感 器板1的此種方式連接到孔21，即在圖3中，當將邊緣部分18固定地保持在殼體處時可以 向上拉動中間部分19。這與根據圖1的描述偏離，其中當壓緊力努力將中間部分19壓向杯 狀殼體3的底部區域33時，待測量的力F施加到中間部分19。
[0051] 圖4示出了傳感器板1的另一個實施方式的俯視圖。正如根據圖2的傳感器板一 樣，同樣根據圖4的此傳感器板1包括中間部分19、邊緣部分18、在邊緣部分18中的槽口 16以及作為弱化區域的弧狀狹縫22,弧狀狹縫22分段地將中間部分19與邊緣部分18分 離。
[0052] 在狹縫22與傳感器板1的邊緣部分18之間形成直線狹縫24。在此情形中狹縫 24示出為直線狹縫，然而它們也可以是彎曲的。狹縫24布置為覆蓋將把邊緣部分18連接 到中間部分19的地帶2布置在其中的區域。狹縫24的設計導致地帶20的近似T狀設計， 力通過地帶20從中間部分19傳送到邊緣部分18。
[0053] 根據T形狀，被附接以沿著近似T杠而行的測量電阻器8布置在地帶20上。將T 狀地帶20看做沿著徑向方向的T杠以及沿著切向方向與其正交的T杠，在每個T狀地帶20 處都沿著徑向方向布置兩個測量電阻器8,并且兩個測量電阻器8都沿著切向方向布置在 根據圖4的布置中。因此，可以通過測量電阻器8在地帶20處檢測到沿著徑向方向的張力 以及沿著切向方向的張力。根據圖4的傳感器板1的其它結構相應地與根據圖2和圖3的 傳感器板的結構相應。
[0054] 圖5示出了用于傳感器板1的略微不同的實施方式。在此情形中，附圖標記185 指示采用與前所述的圓形傳感器板1的邊緣部分類似功能的基部部分。孔165用于將基部 部分185緊固到未示出的殼體或者接收件。在傳感器板1中的凹入部23清楚切出臂195， 就臂195功能來說其與如上所述的圓形傳感器板的中間部分近似相應。測量電阻器8布置 在凹入部23的區域中的臂195的根部附近的臂195上。使用一個或多個測量電阻器8 ;特 別是還能夠將測量電阻器8平行并置在臂195上。如果臂195的自由端被加載，同時基部 部分185固定地保持在接收件上，那么臂195尤其在凹入部23的區域中變形，以使得在此 情形中開通信號（clear signal)可以分接測量電阻器8。
[0055] 通過根據圖5的布置，暗示傳感器板可以在力傳感器中使用多次，尤其當力測量 功能安裝在較大系統中時，以至于力或變形可以分接在較大組件的不同點處。
[0056] 圖6示出了具有六邊形形式的傳感器板1。同樣在此情形中，設有孔165的傳感器 板1的外部形成基部部分185,傳感器板1可以通過基部部分185固定在適當的反件、接收 件或者殼體（未不出）處。正如長方形的側面一樣，狹縫25框定形成在傳感器板1中間的 孔21并且調節為與聯接構件接合。在狹縫25的相應端部之間形成有使傳感器板1的基部 部分185與中間部分19相互連接的地帶20。與在圖2至圖5上作出的標記類似，測量電阻 器（未示出）布置在地帶20的區域中和/或在地帶20上的區域中。
[0057] 圖7示出了傳感器板1的另一個實施方式，其包括邊緣部分18以及從邊緣部分朝 向圓的中間延伸的臂195。在臂195上，優選地在其根部區域中，測量電阻器8布置為檢測 臂1956相對于邊緣部分18的變形。通過將接合凹入部28引入到圓盤中形成圖7中傳感 器板1的形狀，較大面積的凹入部28僅留下傳感器板材的邊緣部分18與臂195。
[0058] 在這里未示出的根據圖7的構造的變型中，臂195的自由端也可以合并到轂或件 中。然而，此種情形可以提供使臂在圖7中的它們自由端處彼此不分離的三個類似凹入部。 除了邊緣區域以外，通過此種方式可以形成將待測量的力施加到其上的中間部分。
[0059] 圖8示意性示出了用于作為圓盤狀傳感器板1中的弱化區域的狹縫與凹槽26和 27的兩個其它可能布置的俯視圖。在根據圖8中的左手視圖的構造中設置兩個狹縫26,兩 個狹縫26以弧狀延伸并且使中間部分19與邊緣部分18彼此分段地分離，其中連接中間部 分19與邊緣部分18的兩個地帶20被保持。中間孔21用于連接聯接構件。
[0060] 在圖8的右手視圖中示出了圓盤狀傳感器板1的另選實施方式的俯視圖。在此情 形中四個彎曲狹縫27設置為將圓盤狀傳感器板1分段地再分成邊緣部分18與中間部分 19,其中在將中間部分19與邊緣部分18相互連接的狹縫27的相應縱向端部之間形成四個 地帶20。如在上面已經詳細描述的，測量電阻器（未示出）布置在地帶20的區域處或區域 中。
[0061] 在根據圖8的視圖中未示出緊固槽口或緊固孔以及類似細節；可以采用根據上述 附圖的解決方案。
[0062] 最后，圖9示出了力傳感器的如其以完整安裝狀態呈現的側視圖。杯狀殼體6設 有六角頭螺栓并且支撐通過其可以擰入到相應接收件中的螺紋延伸部35。此外，在圖9中， 聯接構件4是可見的，聯接構件4同樣包括設備的相應力施加部分可以連接到其上的螺紋 延伸部47。
[0063] 通過根據圖1的內部結構，力傳感器可以檢測使兩個螺紋延伸部35和47朝向彼 此加載的力。通過這樣做，不僅能檢測到總力，而且還由于不同地帶的其中每個都可以被單 獨檢測的不同載荷而能夠檢測到力的方向與可能的分布，從而可以通過力傳感器檢測到關 于作用在螺紋延伸部47與35之間的大小與方向的不同力向量。
[0064] 圖10示出了力傳感器的另一個實施方式，其中傳感器板由相對厚的板材制成，其 中使傳感器板的中間部分與邊緣部分相互連接的地帶具有比傳感器板的剩余部分更小的 厚度。
[0065] 下文將通過圖10和圖11說明，通過此種方式可以根據傳感器的讀數確定施加在 中間部分上的力的定位的位置坐標。
[0066] 圖10中的Fk與施加的軸向作用力相應。FpF2和F 3是作用在三個緊固點16上的 變形構件的反力。力施加的定位的位置以笛卡爾坐標Xs、Y s表達，壓力板的中間是坐標原 點。在下述邊界條件下形成力的平衡：
【權利要求】
1. 一種用于測量力的力傳感器，所述力傳感器包括至少一個測量電阻器（8)布置在其 中的傳感器板（1)，通過所述至少一個測量電阻器（8)可以檢測到由于待測量的力引起的 所述傳感器板（1)的變形， 其特征在于，所述傳感器板（1)具有影響所述傳感器板（1)的變形性能的至少一個局 部弱化區域（22 ;23 ;24 ;25 ;26 ;27 ;28)。
2. 根據權利要求1所述的力傳感器，其特征在于，所述至少一個測量電阻器布置在所 述傳感器板（1)的與所述弱化區域（22 ;23 ;24 ;25 ;26 ;27 ;28)不同的變形部分（20)處。
3. 根據權利要求1或2所述的力傳感器，其特征在于，通過所述至少一個弱化區域 (22 ;23 ;24 ;25 ;26 ;27 ;28)而至少分段地彼此分開的傳感器板部分（18,19 ;185,195)通 過可操作地連接到所述傳感器板（1)上的至少一個測量電阻器（8)的至少一個地帶（20) 相互連接。
4. 根據權利要求3所述的力傳感器，其特征在于，所述至少一個測量電阻器（8)布置在 所述地帶（20)處和/或布置在所述地帶（20)附近。
5. 根據權利要求1至4中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，所述弱化區域 是板切口（22 ;23 ;24 ;25 ;26 ;27 ;28)和/或所述傳感器板（1)中的凹入部和/或所述地帶 (20)是非弱化板部分。
6. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，所述待測量的力 是施加到傳感器板（1)的施加區域（18,19 ;185,195)的反作用力，其中所述局部弱化區域 (22 ;24 ;25 ;26 ;27)布置在所述反作用力的施加區域（18,19 ;185,195)之間。
7. 根據權利要求6所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板（1)通過所述至少一個 弱化區域（22 ;24 ;25 ;26 ;27)再分成通過至少一個地帶（20)連接的外部部分（18)與中間 部分（19)并且形成用于待測量的力的施加區域，其中所述至少一個測量電阻器（8)布置在 所述地帶（20)上或者布置在所述地帶（20)的基部區域中。
8. 根據權利要求7所述的力傳感器，其特征在于，所述外部部分（18)和/或所述中間 部分（19)設有附加弱化區域（24)。
9. 根據權利要求8所述的力傳感器，其特征在于，所述至少兩個弱化區域（22, 24)與從 所述傳感器板（1)的中間延伸到其外邊沿緣的直線相交。
10. 根據權利要求7、8或9所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板（1)支撐在其 外部部分（18 ; 185)上，并且所述中間部分（19 ; 195)適于連接到聯接構件（4)以便與待測 量的力耦合。
11. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板 (1)是圓盤。
12. 根據權利要求6所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板（1)包括基部部分 (18 ;185)與從所述基部部分（18 ;185)延伸的并且受到弱化區域（23)限定的突出部分 (195)，其中所述至少一個測量電阻器（8)布置在所述突出部分（195)上，并且用于待測量 的力的施加部分通過所述基部部分（18 ;185)與背向所述基部部分（18 ;185)的所述突出 部分（195)的所述端部形成。
13. 根據權利要求12所述的力傳感器，其特征在于，所述基部部分（18)是圓環，其上具 有測量電阻器的多個突出部分（195)從所述基部部分（18)輻條狀延伸到所述圓環的中間 并且終止于所述圓環的中間或者是連接成輪轂狀以形成應用的接合部分。
14. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，設有多個測量電 阻器（8)，所述多個測量電阻器尤其以橋接電路的形式連接并且連接到評估電路（5)。
15. 根據權利要求14所述的力傳感器，其特征在于，對與所述傳感器板的所述中間相 關的所述力、所述力的方向以及力施加的位置獨立地進行評估。
16. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板 (1)的所述弱化區域限定為使得可以檢測到從10N到1000N的范圍內的力。
17. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，所述傳感器板 (1)和/或容納所述傳感器板的殼體（3)和/或聯接構件（4)由不銹鋼制成。
18. 根據上述權利要求中的一項或多項所述的力傳感器，其特征在于，布置在所述傳感 器板（1)處的所述測量電阻器（8)是通過薄膜技術施加的電阻器。 19?一種用于制造測量力的力傳感器的方法，所述力傳感器包括至少一個測量電阻器 (8)布置在其上的傳感器板（1)，通過所述至少一個測量電阻器（8)可以檢測到所述傳感器 板（1)的由于待測量的力引起的變形，其中所述傳感器板（1)具有影響所述傳感器板（1) 的變形性能的至少一個弱化區域（22 ;23 ;24 ;25 ;26 ;27 ;28)，其特征在于，所述弱化區域 在所述傳感器板（1)已經設有所述至少一個測量電阻器（8)以后被引入到傳感器板（1) 中。
20. -種用于通過板狀傳感器（1)，尤其通過根據上述權利要求1至18中的一項或多 項所述的力傳感器，確定力向量（F)的方法，所述板狀傳感器包括多個弱化區域（22 ;23 ; 24 ;25 ;26 ;27 ;28)以及布置為與所述弱化區域連接的多個測量電阻器（8)，其中所述測量 電阻器（8)的單個信號彼此抵消，并且所述力向量（F)的數量與方向或數量與聯接點被確 定并且從所述單個信號輸出。
21. 根據權利要求20所述的用于確定力向量（F)的方法，其中，經由所述單個信號的向 量增加或者通過基于圓柱坐標系統中的單個測量電阻器位置以及相關的單個信號的矩陣 方程確定所述力向量（F)的所述數量與所述方向或者所述數量與所述聯接點。
【文檔編號】G01L1/22GK104364625SQ201380031285
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】佛羅萊恩·弗賴瓦爾德, 奧利弗·約斯特, 馬庫斯·繆勒 申請人:泰科思（深圳）傳感器有限公司