基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置的制造方法
基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁学及力学领域，尤其涉及基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置。
【背景技术】
[0002]目前，市面上的称重装置大多采用传感器作为测力元件，来检测被测物体的重量。传统的电子称采用的称重传感器有振弦式、电磁力平衡式和谐振式传感器。电磁力平衡式称重传感器是通过改变电磁线圈中流经的电流产生电磁力的变化来抵抗被测力的作用，使系统处理平衡状态，然后通过检测电流的变化量来计算所受的力，这种称重传感器属于模拟量传感器，处理电路中要涉及放大和A/D转换等环节，电路比较复杂，成本比较高。振弦式称重传感器是通过信号电路检测钢弦受力后内部应力的变化所引起的自振频率的变化来检测所受到的力，这种电路结构复杂，需要分别设置激振和拾振电路。现有的谐振式传感器，要求材料质量较高，加工工艺复杂，生产周期长，成本较高；输出与被测量的关系往往是非线性的，需进行线性化处理才能保证良好的精度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，包括外壳、托盘、弹力检测装置、采集盒、N极磁铁、S极磁铁、杠杆机构和显示屏，所述托盘设置在所述外壳上方，所述弹力检测装置固定在所述外壳一侧的内壁上，所述采集盒固定设置在所述外壳内，所述N极磁铁和S极磁铁间隔设置在所述外壳外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳的上端伸出并与所述托盘固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置和所述外壳侧壁伸入所述N极磁铁和S极磁铁之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体，所述导体与所述N极磁铁和S极磁铁之间形成的磁场垂直，且所述导体与所述采集盒电连接，所述显示屏设置在所述外壳上表面并与所述采集盒电连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，基于拉格朗日虚位移原理，并根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储。本实用新型的振动切割磁力线记录传感装置可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置结构示意图；
[0007]图2为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置局部放大图；
[0008]图3为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置转轴处侧视图；
[0009]图4为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置中采集盒内电路结构示意图。
[0010]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0011]1、外壳，2、托盘，3、弹力检测装置，4、采集盒，5、N极磁铁，6、S极磁铁，8、显示屏，9、导体，10、匀强磁场装置，11、RS232接口，12、转轴；
[0012]3.1、弹簧，3.2、弹性刚体，，3.3、电阻应力片，7.1、垂直滑杆，7.2、转动滑杆，7.3、虚位移滑杆，7.4、水平滑杆，7.5、滑头。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0014]如图1所示，基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置结构示意图，包括外壳1、托盘2、弹力检测装置3、采集盒4、N极磁铁5、S极磁铁6、杠杆机构和显示屏8，所述托盘2设置在所述外壳I上方，所述弹力检测装置3固定在所述外壳I 一侧的内壁上，所述采集盒4固定设置在所述外壳I内，所述N极磁铁5和S极磁铁6间隔设置在所述外壳I外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳I内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳I的上端伸出并与所述托盘2固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置3和所述外壳I侧壁伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体9，所述导体9与所述N极磁铁5和S极磁铁6之间形成的磁场垂直，且所述导体9与所述采集盒4电连接，所述显示屏8设置在所述外壳I上表面并与所述采集盒4电连接。
[0015]优选地，所述杠杆机构的输入端与所述托盘2底部的中心位置固定连接。通过这种方式，可以使得杠杆机构的输入端能更平稳的支撑所述托盘2，使得检测结果更准确。
[0016]本实施例中，所述外壳I的顶端和底端之间设有立柱，所述立柱上贯通设置有可自由转动的转轴12 ;所述杠杆机构包括垂直滑杆7.1、转动滑杆7.2、虚位移滑杆7.3、水平滑杆7.4和两个滑头7.5，所述转动滑杆7.2的一端固定在所述转轴12的一端，所述虚位移滑杆7.3的一端固定在所述转轴12的另一端，如图3所示。其中，一个滑头7.5设置在所述转动滑杆7.2上并可沿着所述转动滑杆7.2滑动，另一个滑头7.5设置在所述虚位移滑杆7.3上并可沿着所述转动滑杆7.2滑动，所述垂直滑杆7.1竖直设置，其顶端从所述外壳I的上端伸出并与所述托盘2固定连接，其底端与设置在所述转动滑杆7.2上的滑头7.5转动连接，所述水平滑杆7.4的一端与设置在所述虚位移滑杆7.3上的滑头转动连接，另一端依次穿过所述弹力检测装置3和所述外壳I侧壁伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内。当所述托盘2内装有重物时，所述垂直滑杆7.1受力，通过设置在所述转动滑杆7.2上的滑头7.5带动所述转动滑杆7.2转动，所述转动滑杆7.2通过转轴12带动所述虚位移滑杆7.3转动，所述虚位移滑杆7.3通过设置在其上的滑头7.5带动所述水平滑杆7.4向右运动，所述水平滑杆7.4末端的导体切割所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的磁场，从而产生电动势，同时压缩所述弹力检测装置3。当所述托盘2内移除重物时，受力过程相反，检测方式类似，这里不再赘述。
[0017]如图2所示，所述弹力检测装置3包括弹簧3.1、弹性刚体3.2和电阻应力片3.3，所述弹性刚体3.2的上端固定在所述外壳I 一侧的内壁上，所述弹性刚体3.2的下端设有通孔，所述水平滑杆7.4依次贯穿所述弹簧3.1和通孔并伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内，所述弹簧3.1的一端固定在所述水平滑杆7.4上，另一端固定在所述弹性刚体3.2的下端通孔处，所述电阻应力片3.3固定在所述弹性刚体3.2中部，所述电阻应力片3.3与所述采集盒4电连接。当所述水平滑杆7.4向右运动时，会压缩所述弹簧3.1，带动所述弹性刚体3.2变形，使得电阻应力片3.3产生形变，从而改变电阻应力片3.3的电阻大小。
[0018]优选地，所述N极磁铁5和S极磁铁6对称地设置在所述水平滑杆7.4所在轴线两侧，并与所述外壳I的外壁垂直设置，所述导体9水平设置并与所述水平滑杆7.4垂直。当所述水平滑杆7.4向右运动时，所述导体9垂直切割所述N极磁铁5和S极磁铁6之间形成的磁场，产生的感应电动势最大，检测灵敏度最高。
[0019]优选地，在所述外壳I的外壁上还设有匀强磁场装置10，所述匀强磁场装置10将所述N极磁铁5和S极磁铁6罩住，且所述匀强磁场装置10与所述外壳I外壁形成封闭空间。通过这种方式，可以使得所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域形成匀强磁场，并且能有效防止漏磁。这里，所述匀强磁场装置10通过螺钉固定在所述外壳I的外壁上。
[0020]本实施例中，如图4所示，所述采集盒4包括放大电路、中央处理器、供电电路、时钟电路和存储电路，所述导体9与所述放大电路输入端连接，所述放大电路输出端与中央处理器电连接，所述显示屏8、供电电路、时钟电路和存储电路分别与所述中央处理器电连接。
[0021]其中，所述放大电路采用AD623ANZ芯片。AD623ANZ芯片为有单电源5V下提供满电源幅度输出；增益通过一个外接电阻方便调节；共模抑制比随增益的增加而增大，保持最小误差；具有较宽的共模输入范围，可以放大具有低于电平150mv的共模电源信号；采用放大反馈电路解决 放大、反馈、温度补偿问题。
[0022]所述中央处理器采用STC12C5A60S2-351-LQFP44，单时钟/机器周期的单片机，具有高速/低功耗/超强抗干扰的特点，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制，强干扰场合。
[0023]所述供电电路采用HLK-PMOl超小型电源模块，用于220V转5V，轻薄、体积小；全电压输入90?264VAC ;低纹波、低噪声；输出过载短路保护功能；效率高、功率密度。
[0024]所述时钟电路采用低成本、高精度I2C实时时钟芯片DS3231，具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体。该器件包含电池输入端，断开主电源时仍可保持精确的计时。DS3231使用工业级温度范围，采用16引脚300mil的SO封装。
[0025]本实施例中，所述存储电路采用EEPROM存储器，储器容量为64Kbit ;时钟频率为IMHz ;电源电压范围为1.8V-3.6V ;封装类型为DIP ;针脚数为8 ;工作温度范围为_40°C至850C ;接口类型为 Serial 或 I2C。
[0026]所述显示屏8采用蓝屏IXD12864显示屏，带中文字库。中文字库型液晶显示模块可以显示字母、数字、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能，可显示128列X64行点阵，可完成图形显示，也可显示8X4个16X16点阵中文汉字。
[0027]另外，在所述外壳I的外壁上设有用于导出数据信息的RS232接口 11，所述RS232接口 11与所述中央处理器电连接。通过所述RS232接口 11，可以将所述采集盒4与外部上位机连接，上位机通过RS232接口 11发出提取数据命令，中央处理器接收命令后，读取存储在存储电路中的数据记录，并通过RS232接口 11发送给上位机，上位机可以对数据进行统计和分析。
[0028]需要指出的是，本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置还具有超重报警功能，当检测到托盘内的重物的重量超过预设的最大的量程时，自动发出报警信息。
[0029]本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，基于拉格朗日虚位移原理，并根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储。本实用新型采用高精处理芯片，使采集精度更高，误差更小。采用导体在磁场中切割磁力线，电动势感应灵敏，检测值稳定。本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:包括外壳(1)、托盘(2)、弹力检测装置(3)、采集盒(4)、N极磁铁(5)、S极磁铁(6)、杠杆机构和显示屏(8)，所述托盘(2)设置在所述外壳(I)上方，所述弹力检测装置(3)固定在所述外壳(I) 一侧的内壁上，所述采集盒(4)固定设置在所述外壳(I)内，所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)间隔设置在所述外壳(I)外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳(I)内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳(I)的上端伸出并与所述托盘(2)固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置⑶和所述外壳⑴侧壁伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体(9)，所述导体(9)与所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间形成的磁场垂直设置，且所述导体(9)与所述采集盒(4)电连接，所述显示屏(8)设置在所述外壳(I)上表面并与所述采集盒(4)电连接。2.根据权利要求1所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述杠杆机构的输入端与所述托盘(2)底部的中心位置固定连接。3.根据权利要求1所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述外壳(I)的顶端和底端之间设有立柱，所述立柱上贯通设置有可自由转动的转轴(12);所述杠杆机构包括垂直滑杆(7.1)、转动滑杆(7.2)、虚位移滑杆(7.3)、水平滑杆(7.4)和两个滑头(7.5)，所述转动滑杆(7.2)的一端固定在所述转轴(12)的一端，所述虚位移滑杆(7.3)的一端固定在所述转轴(12)的另一端，其中一个滑头(7.5)设置在所述转动滑杆(7.2)上并可沿着所述转动滑杆(7.2)滑动，另一个滑头(7.5)设置在所述虚位移滑杆(7.3)上并可沿着所述转动滑杆(7.2)滑动，所述垂直滑杆(7.1)竖直设置，其顶端从所述外壳(I)的上端伸出并与所述托盘(2)固定连接，其底端与设置在所述转动滑杆(7.2)上的滑头(7.5)转动连接，所述水平滑杆(7.4)的一端与设置在所述虚位移滑杆(7.3)上的滑头转动连接，另一端依次穿过所述弹力检测装置(3)和所述外壳(I)侧壁伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内。4.根据权利要求3所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述弹力检测装置⑶包括弹簧(3.1)、弹性刚体(3.2)和电阻应力片(3.3)，所述弹性刚体(3.2)的上端固定在所述外壳(I) 一侧的内壁上，所述弹性刚体(3.2)的下端设有通孔，所述水平滑杆(7.4)依次贯穿所述弹簧(3.1)和通孔并伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内，所述弹簧(3.1)的一端固定在所述水平滑杆(7.4)上，另一端固定在所述弹性刚体(3.2)的下端通孔处，所述电阻应力片(3.3)固定在所述弹性刚体(3.2)中部，所述电阻应力片(3.3)与所述采集盒(4)电连接。5.根据权利要求3所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)对称地设置在所述水平滑杆(7.4)所在轴线两侧，并与所述外壳(I)的外壁垂直设置。6.根据权利要求5所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:还包括匀强磁场装置(10)，所述匀强磁场装置(10)固定在所述外壳(I)的外壁上，并将所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)罩住，且所述匀强磁场装置(10)与所述外壳(I)外壁形成封闭空间。7.根据权利要求6所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述匀强磁场装置(10)通过螺钉固定在所述外壳(I)的外壁上。8.根据权利要求1至7任一项所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述采集盒(4)包括放大电路、中央处理器、供电电路、时钟电路和存储电路，所述导体(9)与所述放大电路输入端连接，所述放大电路输出端与中央处理器电连接，所述显示屏(8)、供电电路、时钟电路和存储电路分别与所述中央处理器电连接。9.根据权利要求8所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:还包括用于导出数据信息的RS232接口(11)，所述RS232接口(11)设置在所述外壳(I)的外壁，并与所述中央处理器电连接。
【专利摘要】本实用新型涉及基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，包括外壳、托盘、弹力检测装置、采集盒、N极磁铁、S极磁铁、杠杆机构和显示屏，托盘设置在外壳上方，弹力检测装置固定在外壳一侧的内壁上，采集盒固定设置在外壳内，N极磁铁和S极磁铁间隔设置在外壳外壁上，杠杆机构设置在外壳内，杠杆机构的输出末端水平设有导体，显示屏设置在外壳上表面并与采集盒电连接。本实用新型的振动切割磁力线记录传感装置，根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储，可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
【IPC分类】G01G7/02
【公开号】CN204694330
【申请号】CN201520383120
【发明人】姜金涛, 严向华, 孟翔芸, 姚玉阁, 葛俊峰
【申请人】内蒙古德辰信息网络科技有限责任公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月4日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁学及力学领域，尤其涉及基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置。
【背景技术】
[0002]目前，市面上的称重装置大多采用传感器作为测力元件，来检测被测物体的重量。传统的电子称采用的称重传感器有振弦式、电磁力平衡式和谐振式传感器。电磁力平衡式称重传感器是通过改变电磁线圈中流经的电流产生电磁力的变化来抵抗被测力的作用，使系统处理平衡状态，然后通过检测电流的变化量来计算所受的力，这种称重传感器属于模拟量传感器，处理电路中要涉及放大和A/D转换等环节，电路比较复杂，成本比较高。振弦式称重传感器是通过信号电路检测钢弦受力后内部应力的变化所引起的自振频率的变化来检测所受到的力，这种电路结构复杂，需要分别设置激振和拾振电路。现有的谐振式传感器，要求材料质量较高，加工工艺复杂，生产周期长，成本较高；输出与被测量的关系往往是非线性的，需进行线性化处理才能保证良好的精度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，包括外壳、托盘、弹力检测装置、采集盒、N极磁铁、S极磁铁、杠杆机构和显示屏，所述托盘设置在所述外壳上方，所述弹力检测装置固定在所述外壳一侧的内壁上，所述采集盒固定设置在所述外壳内，所述N极磁铁和S极磁铁间隔设置在所述外壳外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳的上端伸出并与所述托盘固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置和所述外壳侧壁伸入所述N极磁铁和S极磁铁之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体，所述导体与所述N极磁铁和S极磁铁之间形成的磁场垂直，且所述导体与所述采集盒电连接，所述显示屏设置在所述外壳上表面并与所述采集盒电连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，基于拉格朗日虚位移原理，并根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储。本实用新型的振动切割磁力线记录传感装置可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置结构示意图；
[0007]图2为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置局部放大图；
[0008]图3为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置转轴处侧视图；
[0009]图4为本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置中采集盒内电路结构示意图。
[0010]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0011]1、外壳，2、托盘，3、弹力检测装置，4、采集盒，5、N极磁铁，6、S极磁铁，8、显示屏，9、导体，10、匀强磁场装置，11、RS232接口，12、转轴；
[0012]3.1、弹簧，3.2、弹性刚体，，3.3、电阻应力片，7.1、垂直滑杆，7.2、转动滑杆，7.3、虚位移滑杆，7.4、水平滑杆，7.5、滑头。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0014]如图1所示，基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置结构示意图，包括外壳1、托盘2、弹力检测装置3、采集盒4、N极磁铁5、S极磁铁6、杠杆机构和显示屏8，所述托盘2设置在所述外壳I上方，所述弹力检测装置3固定在所述外壳I 一侧的内壁上，所述采集盒4固定设置在所述外壳I内，所述N极磁铁5和S极磁铁6间隔设置在所述外壳I外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳I内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳I的上端伸出并与所述托盘2固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置3和所述外壳I侧壁伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体9，所述导体9与所述N极磁铁5和S极磁铁6之间形成的磁场垂直，且所述导体9与所述采集盒4电连接，所述显示屏8设置在所述外壳I上表面并与所述采集盒4电连接。
[0015]优选地，所述杠杆机构的输入端与所述托盘2底部的中心位置固定连接。通过这种方式，可以使得杠杆机构的输入端能更平稳的支撑所述托盘2，使得检测结果更准确。
[0016]本实施例中，所述外壳I的顶端和底端之间设有立柱，所述立柱上贯通设置有可自由转动的转轴12 ;所述杠杆机构包括垂直滑杆7.1、转动滑杆7.2、虚位移滑杆7.3、水平滑杆7.4和两个滑头7.5，所述转动滑杆7.2的一端固定在所述转轴12的一端，所述虚位移滑杆7.3的一端固定在所述转轴12的另一端，如图3所示。其中，一个滑头7.5设置在所述转动滑杆7.2上并可沿着所述转动滑杆7.2滑动，另一个滑头7.5设置在所述虚位移滑杆7.3上并可沿着所述转动滑杆7.2滑动，所述垂直滑杆7.1竖直设置，其顶端从所述外壳I的上端伸出并与所述托盘2固定连接，其底端与设置在所述转动滑杆7.2上的滑头7.5转动连接，所述水平滑杆7.4的一端与设置在所述虚位移滑杆7.3上的滑头转动连接，另一端依次穿过所述弹力检测装置3和所述外壳I侧壁伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内。当所述托盘2内装有重物时，所述垂直滑杆7.1受力，通过设置在所述转动滑杆7.2上的滑头7.5带动所述转动滑杆7.2转动，所述转动滑杆7.2通过转轴12带动所述虚位移滑杆7.3转动，所述虚位移滑杆7.3通过设置在其上的滑头7.5带动所述水平滑杆7.4向右运动，所述水平滑杆7.4末端的导体切割所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的磁场，从而产生电动势，同时压缩所述弹力检测装置3。当所述托盘2内移除重物时，受力过程相反，检测方式类似，这里不再赘述。
[0017]如图2所示，所述弹力检测装置3包括弹簧3.1、弹性刚体3.2和电阻应力片3.3，所述弹性刚体3.2的上端固定在所述外壳I 一侧的内壁上，所述弹性刚体3.2的下端设有通孔，所述水平滑杆7.4依次贯穿所述弹簧3.1和通孔并伸入所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域内，所述弹簧3.1的一端固定在所述水平滑杆7.4上，另一端固定在所述弹性刚体3.2的下端通孔处，所述电阻应力片3.3固定在所述弹性刚体3.2中部，所述电阻应力片3.3与所述采集盒4电连接。当所述水平滑杆7.4向右运动时，会压缩所述弹簧3.1，带动所述弹性刚体3.2变形，使得电阻应力片3.3产生形变，从而改变电阻应力片3.3的电阻大小。
[0018]优选地，所述N极磁铁5和S极磁铁6对称地设置在所述水平滑杆7.4所在轴线两侧，并与所述外壳I的外壁垂直设置，所述导体9水平设置并与所述水平滑杆7.4垂直。当所述水平滑杆7.4向右运动时，所述导体9垂直切割所述N极磁铁5和S极磁铁6之间形成的磁场，产生的感应电动势最大，检测灵敏度最高。
[0019]优选地，在所述外壳I的外壁上还设有匀强磁场装置10，所述匀强磁场装置10将所述N极磁铁5和S极磁铁6罩住，且所述匀强磁场装置10与所述外壳I外壁形成封闭空间。通过这种方式，可以使得所述N极磁铁5和S极磁铁6之间的区域形成匀强磁场，并且能有效防止漏磁。这里，所述匀强磁场装置10通过螺钉固定在所述外壳I的外壁上。
[0020]本实施例中，如图4所示，所述采集盒4包括放大电路、中央处理器、供电电路、时钟电路和存储电路，所述导体9与所述放大电路输入端连接，所述放大电路输出端与中央处理器电连接，所述显示屏8、供电电路、时钟电路和存储电路分别与所述中央处理器电连接。
[0021]其中，所述放大电路采用AD623ANZ芯片。AD623ANZ芯片为有单电源5V下提供满电源幅度输出；增益通过一个外接电阻方便调节；共模抑制比随增益的增加而增大，保持最小误差；具有较宽的共模输入范围，可以放大具有低于电平150mv的共模电源信号；采用放大反馈电路解决 放大、反馈、温度补偿问题。
[0022]所述中央处理器采用STC12C5A60S2-351-LQFP44，单时钟/机器周期的单片机，具有高速/低功耗/超强抗干扰的特点，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制，强干扰场合。
[0023]所述供电电路采用HLK-PMOl超小型电源模块，用于220V转5V，轻薄、体积小；全电压输入90?264VAC ;低纹波、低噪声；输出过载短路保护功能；效率高、功率密度。
[0024]所述时钟电路采用低成本、高精度I2C实时时钟芯片DS3231，具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体。该器件包含电池输入端，断开主电源时仍可保持精确的计时。DS3231使用工业级温度范围，采用16引脚300mil的SO封装。
[0025]本实施例中，所述存储电路采用EEPROM存储器，储器容量为64Kbit ;时钟频率为IMHz ;电源电压范围为1.8V-3.6V ;封装类型为DIP ;针脚数为8 ;工作温度范围为_40°C至850C ;接口类型为 Serial 或 I2C。
[0026]所述显示屏8采用蓝屏IXD12864显示屏，带中文字库。中文字库型液晶显示模块可以显示字母、数字、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能，可显示128列X64行点阵，可完成图形显示，也可显示8X4个16X16点阵中文汉字。
[0027]另外，在所述外壳I的外壁上设有用于导出数据信息的RS232接口 11，所述RS232接口 11与所述中央处理器电连接。通过所述RS232接口 11，可以将所述采集盒4与外部上位机连接，上位机通过RS232接口 11发出提取数据命令，中央处理器接收命令后，读取存储在存储电路中的数据记录，并通过RS232接口 11发送给上位机，上位机可以对数据进行统计和分析。
[0028]需要指出的是，本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置还具有超重报警功能，当检测到托盘内的重物的重量超过预设的最大的量程时，自动发出报警信息。
[0029]本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，基于拉格朗日虚位移原理，并根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储。本实用新型采用高精处理芯片，使采集精度更高，误差更小。采用导体在磁场中切割磁力线，电动势感应灵敏，检测值稳定。本实用新型的基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:包括外壳(1)、托盘(2)、弹力检测装置(3)、采集盒(4)、N极磁铁(5)、S极磁铁(6)、杠杆机构和显示屏(8)，所述托盘(2)设置在所述外壳(I)上方，所述弹力检测装置(3)固定在所述外壳(I) 一侧的内壁上，所述采集盒(4)固定设置在所述外壳(I)内，所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)间隔设置在所述外壳(I)外壁上，所述杠杆机构设置在所述外壳(I)内，且所述杠杆机构的输入端从所述外壳(I)的上端伸出并与所述托盘(2)固定连接，所述杠杆机构的输出端依次穿过所述弹力检测装置⑶和所述外壳⑴侧壁伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内，所述杠杆机构的输出末端设有导体(9)，所述导体(9)与所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间形成的磁场垂直设置，且所述导体(9)与所述采集盒(4)电连接，所述显示屏(8)设置在所述外壳(I)上表面并与所述采集盒(4)电连接。2.根据权利要求1所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述杠杆机构的输入端与所述托盘(2)底部的中心位置固定连接。3.根据权利要求1所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述外壳(I)的顶端和底端之间设有立柱，所述立柱上贯通设置有可自由转动的转轴(12);所述杠杆机构包括垂直滑杆(7.1)、转动滑杆(7.2)、虚位移滑杆(7.3)、水平滑杆(7.4)和两个滑头(7.5)，所述转动滑杆(7.2)的一端固定在所述转轴(12)的一端，所述虚位移滑杆(7.3)的一端固定在所述转轴(12)的另一端，其中一个滑头(7.5)设置在所述转动滑杆(7.2)上并可沿着所述转动滑杆(7.2)滑动，另一个滑头(7.5)设置在所述虚位移滑杆(7.3)上并可沿着所述转动滑杆(7.2)滑动，所述垂直滑杆(7.1)竖直设置，其顶端从所述外壳(I)的上端伸出并与所述托盘(2)固定连接，其底端与设置在所述转动滑杆(7.2)上的滑头(7.5)转动连接，所述水平滑杆(7.4)的一端与设置在所述虚位移滑杆(7.3)上的滑头转动连接，另一端依次穿过所述弹力检测装置(3)和所述外壳(I)侧壁伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内。4.根据权利要求3所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述弹力检测装置⑶包括弹簧(3.1)、弹性刚体(3.2)和电阻应力片(3.3)，所述弹性刚体(3.2)的上端固定在所述外壳(I) 一侧的内壁上，所述弹性刚体(3.2)的下端设有通孔，所述水平滑杆(7.4)依次贯穿所述弹簧(3.1)和通孔并伸入所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)之间的区域内，所述弹簧(3.1)的一端固定在所述水平滑杆(7.4)上，另一端固定在所述弹性刚体(3.2)的下端通孔处，所述电阻应力片(3.3)固定在所述弹性刚体(3.2)中部，所述电阻应力片(3.3)与所述采集盒(4)电连接。5.根据权利要求3所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)对称地设置在所述水平滑杆(7.4)所在轴线两侧，并与所述外壳(I)的外壁垂直设置。6.根据权利要求5所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:还包括匀强磁场装置(10)，所述匀强磁场装置(10)固定在所述外壳(I)的外壁上，并将所述N极磁铁(5)和S极磁铁(6)罩住，且所述匀强磁场装置(10)与所述外壳(I)外壁形成封闭空间。7.根据权利要求6所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述匀强磁场装置(10)通过螺钉固定在所述外壳(I)的外壁上。8.根据权利要求1至7任一项所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:所述采集盒(4)包括放大电路、中央处理器、供电电路、时钟电路和存储电路，所述导体(9)与所述放大电路输入端连接，所述放大电路输出端与中央处理器电连接，所述显示屏(8)、供电电路、时钟电路和存储电路分别与所述中央处理器电连接。9.根据权利要求8所述基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，其特征在于:还包括用于导出数据信息的RS232接口(11)，所述RS232接口(11)设置在所述外壳(I)的外壁，并与所述中央处理器电连接。
【专利摘要】本实用新型涉及基于虚位移原理的振动切割磁力线记录传感装置，包括外壳、托盘、弹力检测装置、采集盒、N极磁铁、S极磁铁、杠杆机构和显示屏，托盘设置在外壳上方，弹力检测装置固定在外壳一侧的内壁上，采集盒固定设置在外壳内，N极磁铁和S极磁铁间隔设置在外壳外壁上，杠杆机构设置在外壳内，杠杆机构的输出末端水平设有导体，显示屏设置在外壳上表面并与采集盒电连接。本实用新型的振动切割磁力线记录传感装置，根据弹簧在弹性变形后带动导体切割磁力线进行阻尼振动，测出重物的重量，并记录阻尼振动的图形，同时进行存储，可广泛应用于测量重量、贵重设备置物平台、物联网防盗、运输设备震动报警传感器等方面。
【IPC分类】G01G7/02
【公开号】CN204694330
【申请号】CN201520383120
【发明人】姜金涛, 严向华, 孟翔芸, 姚玉阁, 葛俊峰
【申请人】内蒙古德辰信息网络科技有限责任公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月4日
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