用于测量力的测量传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110036268A(43)申请公布日2019.07.19(21)申请号201780074234.2(74)专利代理机构隆天知识产权代理有限公司(22)申请日2017.10.0572003代理人黄艳谢强(30)优先权数据16201411.22016.11.30EP(51)Int.Cl.G01L5/16(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日G01L1/16(2006.01)2019.05.30H01L41/053(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2017/0753122017.10.05(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/099635DE2018.06.07(71)申请人基斯特勒控股公司地址瑞士温特图尔(72)发明人克劳迪奥·卡瓦洛尼K·普夫鲁格权利要求书2页说明书11页附图17页(54)发明名称用于测量力的测量传感器(57)摘要本发明涉及一种用于测量力(F)的测量传感器(1)；具有谐振元件(20)，其可以被激励到至少一个谐振频率；并具有至少一个力施加元件(30，30′)，其被施加力(F)并将力(F)传递到谐振元件(20)；力施加元件(30，30′)是中空体，具有顶表面(31，31′)、侧表面(32，32′)和空腔(33，33′)，顶表面(31，31′)和侧表面(32，32′)彼此机械连接并包围空腔(33，33′)；谐振元件(20)布置在空腔(33，33′)中；谐振元件(20)与侧表面(32，32′)机械连接；力(F)施加在顶表面(31，31′)上，顶表面将力(F)传递到侧表面(32，32′)中；侧表面(32，32′)具有至少一个留空区域(34，34′)，其延伸到空腔(33，33′)并阻止力(F)在侧表面(32，32′)中的传递；侧表面(32，32′)具有至少一个未留空区域(35，35′)，仅该未留空区域(35，35′)传递力(F)。CN110036268ACN110036268A权利要求书1/2页1.一种用于测量力(F)的测量传感器(1)；该测量传感器具有谐振元件(20)，所述谐振元件可以被激励到至少一个谐振频率(f)；并且该测量传感器具有至少一个力施加元件(30，30′)，在所述力施加元件上施加力(F)，并且所述力施加元件将力(F)传递到所述谐振元件(20)；其特征在于，所述力施加元件(30，30′)是中空体，其具有顶表面(31，31′)、侧表面(32，32′)和空腔(33，33′)，顶表面(31，31′)和侧表面(32，32′)彼此机械地连接并且包围所述空腔(33，33′)；所述谐振元件(20)布置在所述空腔(33，33′)中；所述谐振元件(20)与所述侧表面(32，32′)机械地连接；力(F)施加在所述顶表面(31，31′)上，所述顶表面将力(F)传递到所述侧表面(32，32′)中；所述侧表面(32，32′)具有至少一个留空区域(34，34′)，所述留空区域延伸到空腔(33，33′)并阻止力(F)在所述侧表面(32，32′)中的传递；并且所述侧表面(32，32′)具有至少一个未留空区域(35，35′)，仅所述未留空区域(35，35′)传递力(F)。2.根据权利要求1所述的测量传感器(1)，其特征在于，所述力施加元件(30，30′)在背向所述顶表面(31，31′)的端部上具有基表面(36，36′)；顶表面(31，31′)和基表面(36，36′)通过所述侧表面(32，32′)彼此机械地连接；并且所述侧表面(32，32′)的未留空区域(35，35′)与所述基表面(36，36′)形成至少一个力导入角范围(Ω，Ω1，Ω2)。3.根据权利要求1或2中所述的测量传感器(1)，其特征在于，所述谐振元件(20)与所述基表面(36，36′)机械连接；所述基表面(36，36′)将力(F)传递到所述谐振元件(20)中；力(F)在所述谐振元件(20)中引起横向应变(Q)，该横向应变(Q)在所述谐振元件(20)中沿着横向方向发生，该横向方向与力方向形成一非零的角度，所述横向应变(Q)的大小与力(F)的大小成比例；并且所述横向应变(Q)产生被激励到所述谐振频率(f)的谐振元件(20)的频率变化(Δf)，该频率变化是力(F)的函数。4.根据权利要求3所述的测量传感器(1)，其特征在于，所述谐振元件(20)是圆柱形的并具有两个端面；所述谐振元件(20)具有一纵轴(AA′)，该纵轴(AA′)垂直于所述端面；所述谐振元件(20)具有至少一个谐振接触区域(K2，K2′)，所述谐振接触区域(K2，K2′)布置在所述谐振元件(20)的与所述纵轴(AA′)径向间隔开的边缘区域中；并且力(F)施加在所述谐振元件(20)上，在所述谐振接触区