就《关于国家新型实用专利塞入式组合测力传感器(三棱塞入式测力传感器)可行
在 《衡器》 2008 年第一期中刊登了一篇题为《关于国家新型实用专利塞入式组合测力传感器(三棱塞入式测力传感器)可行的技术探讨》 的论文。该论文分析了塞入式测力传感器的基本测量原理:“基于双剪切桥式传感器,通过测量钢轨腹板区域的剪切力,来实现和获得对轮重力值的测量。”还转载了原专利中技术说明书的
该论文主要对三棱塞入式测力传感器的科学性进行了分析,最后做出了只要懂得力学和机械设计原理的工程技术人员,就可以从“塞入式组合测力传感器”———即三棱塞入式测力传感器的专利说明书、专利图示中看出其专利技术的不可行性和误导性的结论。
我认为:该论文所做的的判断过于武断,塞入式组合测力传感器 (三棱塞入式测力传感器) 是可行的,是可以实现称量的。
原专利中的三棱塞入式测力传感器包括有传力棱、外壳、测力敏感片、电阻应变片。其结构图为(如图 1):
对塞入式组合测力传感器 (三棱塞入式测力传感器) 的分析
1 边界受力分析
三棱塞入式测力传感器(三点支承)受力状况如图 2。在忽略了传感器与钢轨安装孔之间摩擦力影响的情况下,做如下分析:
即:三棱塞入式传感器在其工作状态下,三个方向都受到了三个均匀的压力,类似于三爪夹盘夹紧钢管一样,因此传感器弹性体必然会发生如图 3所示的变形,电阻应变片阻值也将随之发生变化,达到输出信号的目的。
2 对原专利的一点建议
由于专利说明书中所给的传感器结构图中电阻应变片位置不确切,可能是造成该论文作者误解的原因。
如果将塞入式组合测力传感器的电阻应变片改为六片,如图 4 均布在弹性体上,将会有效的实现对轮重或对应力的测量与分析的目的。
正如原专利公开说明书所述:“本实用新型的优点在于由于设计成三个‘棱’,因此传感器与钢性体结构的连接是依靠三个棱边,这样作用在钢性体上的外力能够均匀的传递到测力传感器上。”当钢轨受重、变形,三棱塞入式测力传感器的三个棱受到三个均匀的压力,传感器三个棱点处的电阻应变片将受到相同的压力,而在三个棱点正对方向的电阻应变片将受到相同的拉力,各电阻应变片将可靠、真实地测得弹性体所受压力的变量。
3 输出信号分析
塞入式测力传感器是不能单独使用的,原专利是采用两只三棱塞入式测力传感器组合使用(如图 5)。
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