[0001] 技术领域：
[0002] 本实用新型涉及一种宽量程力传感器组合机构，应用于对各种不同量程的力传感器组合，扩大量程范围，属于力值计量领域。
[0003] 背景技术：
[0004] 当力传感器用于测力设备时，受限于力传感器的测量范围(通常为满量程的10%-100%)，设备量程也只能与力传感器的量程对应，超过力传感器测量范围需更换不同的力传感器，而更换设备的力传感器将增加制造成本和人力成本，且影响设备
精度。
[0005] 如一个实验室需要100kN、200kN、300kN、400kN、500kN、600kN、700kN、800kN 、900kN 、1000kN标准测力仪的检测能力,按标准测力仪的检定规程需要按10点检测（10%-
100%均布10点），且检测时需要连续检测，由于应用于检测设备的单个标准力传感器量程范围也为10%-100%，为满足需要至少配置100kN、200kN、300kN、400kN、500kN、600kN、700kN、
800kN 、900kN 、1000kN等10个规格的标准力传感器。
[0006] 实用新型内容：
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种量程范围很大，生产成本低的力传感器组合机构。
[0008] 本实用新型为实现上述目的采取的技术方案如下：
[0009] 一种宽量程力传感器组合机构，其特征在于：包括：大量程力传感器、传感器连接板、小量程力传感器、限位座、力值限止器，大量程力传感器与传感器连接板的上端面相连，传感器连接板的下端面与小量程力传感器的上端面相连，小量程力传感器的底面与力值限止器的上端面相连，力值限止器的下端面与限位座相连。
[0010] 进一步的设置在于：
[0011] 当力传感器组合机构的受力不大于设定力值时，传感器连接板与限位座不
接触，当力传感器组合机构受力大于设定力值时，传感器连接板与限位座接触。
[0012] 力传感器的配置原则为：大量程力传感器的量程下限不大于小量程力传感器的量程上限，设定力值为小量程力传感器的量程上限。
[0013] 传感器连接板和限位座应保持足够的刚性，在传感器连接板与限位座接触后能保持受力相对恒定。
[0014] 初始状态下，传感器连接板与限位座保持一定的间隙H，该间隙H为小量程力传感器量程上限值时力值限止器的
变形量。
[0015] 力值限止器是一种受力与形变相关的机构，当其受到设定的力值时，变形量等于初始状态下传感器连接板与限位座的外侧保持的间隙H。
[0016] 所述力值限止器采用
弹簧结构、
气缸结构、油缸结构的任意一种。
[0017] 所述的大、小量程传感器为单一传感器或多个传感器组合。
[0018] 所述力值限止器采用气缸结构，包括：气缸
活塞、
气缸体、单向
阀、充气机构，气缸活塞、缸体组成一个密封的腔体，腔体内充入有隋性气体。
[0019] 力值限止器采用采用油缸结构，包括：活塞、油缸、
蓄能器、
单向阀、补油机构，活塞和油缸组成一个密封的腔体，油缸与蓄能器并联后与单向阀的出油口连接，单向阀的进油口与补油机构的出油口连接，补油机构通过单向阀向蓄能器充油并达到设定的充油压力，通过蓄能器使活塞、油缸间保持恒定的压力。
[0020] 本实用新型的工作原理如下：
[0021] 当力传感器组合机构受力不大于设定力值时（小量程力传感器的量程上限），传感器连接板与限位座不接触，大量程力传感器受到的力F等于小量程力传感器的受力F1，此时力传感器组合机构受力以小量程力传感器的输出为准；当力传感器组合机构受力大于设定力值时（小量程力传感器的量程上限），传感器连接板与限位座接触，产生对限位座的作用力F2，由于机械限止，此时F1保持相对恒定，F1的大小不大于小量程力传感器的满量程力值，超过F1的力由限位座承受，此时力传感器组合机构受力以大量程力传感器的输出为准。
[0022] 本实用新型具有如下有益效果：
[0023] 1、本实用新型采用两只或两只以上力传感器的组合，使传统的10%～100%量程的力传感器量程扩大到1%～100%量程或更高，一台力传感器的组合完成多台力传感器的功能，大大降低用户的生产成本。如前述的实验室要具备10个规格的力传感器，采用本实用新型则采用2台力传感器的组合即可。
[0024] 2、本实用新型结构简单，生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制造。
[0025] 以下结合
附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
[0026] 附图说明：
[0027] 图1本实用新型力传感器组合机构的结构示意图（小量程工作状态）；
[0028] 图2本实用新型力传感器组合机构的另一工作示意图（大量程工作状态）；
[0029] 图3实用新型采用弹簧结构
实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
[0030] 图4实用新型采用弹簧结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）；
[0031] 图5本实用新型采用气缸结构实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
[0032] 图6本实用新型采用气缸结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）；
[0033] 图7本实用新型采用油缸结构实施例的工作示意图（小量程工作状态）；
[0034] 图8本实用新型采用油缸结构实施例的另一工作示意图（大量程工作状态）。
[0035] 图中标号：大量程传感器1，传感器连接板2，小量程传感器3，限位座4，力值限止器5，气缸活塞5.11,气缸体5.12，单向阀5.13,充气机构5.14，活塞5.1，油缸5.2，蓄能器5.3，单向阀5.4，补油机构5.5。
[0036] 具体实施方式：
[0037] 如图1-2所示，本实用新型的一种宽量程力传感器组合机构，包括：大量程力传感器1、传感器连接板2、小量程力传感器3、限位座4、力值限止器5，大量程力传感器1与传感器连接板2的上端面相连，传感器连接板2的下端面与小量程力传感器3的上端面与相连，小量程力传感器3的底面与力值限止器5的上端面相连，力值限止器5的下端面与限位座4的下部相连。
[0038] 当力传感器组合机构的受力不大于设定力值（小量程力传感器3的量程上限）时，传感器连接板2与限位座4不接触，大量程力传感器1受到的力F等于小量程力传感器3的受力F1，此时力传感器组合机构受力以小量程力传感器3的输出为准；当力传感器组合机构受力大于设定力值（小量程力传感器3的量程上限）时，传感器连接板2与限位座4接触，产生对限位座4的作用力F2，由于机械限止，此时F1保持相对恒定，F1的大小不大于小量程力传感器3的满量程力值，超过F1的力由限位座4承受，此时力传感器组合机构受力以大量程力传感器1的输出为准。
[0039] 力传感器的配置原则为：大量程力传感器1的量程下限不大于小量程力传感器3的量程上限。
[0040] 传感器连接板2和限位座4应保持足够的刚性，在传感器连接板2与限位座4外侧接触后能保持F1保持相对恒定。
[0041] 初始状态下，传感器连接板2与限位座4保持一定的间隙H，该间隙H为小量程力传感器3量程上限值时力值限止器5的变形量。
[0042] 力值限止器5是一种受力与形变相关的机构，在本方案中，当其受到设定的力值时，变形量等于初始状态下传感器连接板2与限位座4的外侧保持的间隙H。根据不同的使用要求可以采用弹簧结构、气缸结构、油缸结构等。
[0043] 图3-4为采用弹簧结构的力传感器组合结构：
[0044] 力值限止器为弹簧，设计时传感器连接板与限位座外侧的间隙H与设定力值F0的关系按胡克定律（F=Ks）计算。这种结构适用于小量程传感器组合结构。
[0045] 图5-6本实用新型采用气缸结构的力传感器组合结构：
[0046] 力值限止器包括：气缸活塞5.11,气缸体5.12，单向阀5.13,充气机构5.14，气缸活塞5.11,气缸体5.12组成一个密封的腔体。其特征在于：腔体内充入相当压力的隋性气体，气缸的大小、充气压力根据设定力值F0及其允差范围、工作环境
温度计算确定。
[0047] 图7-8本实用新型采用油缸结构的力传感器组合结构：
[0048] 力值限止器包括：活塞5.1，油缸5.2，蓄能器5.3，单向阀5.4，补油机构5.5，活塞5.1和油缸5.2组成一个密封的腔体，油缸5.2与蓄能器5.3并联后与单向阀5.4的出油口连接，单向阀5.4的进油口与补油机构5.5的出油口连接。补油机构5.5可以通过单向阀5.4向蓄能器5.3充油并达到设定的充油压力。通过蓄能器使活塞5.1，油缸5.2间保持恒定的压力。油缸的大小、蓄能器的大小、充油压力根据设定力值F0及其允差范围计算确定。
