力传感器是将各种力学量转换为电信号的器件,力学量可分为几何学量、运动学量及力学量三部分,其中几何学量指的是位移、形变、尺寸等,运动学量是指几何学量的时间函数,如速度、加速度等。力学量包括质量、力、力矩、压力、应力等。
根据被测力学的不同,力传感器可分为:
力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
压电式力传感器的原理:
在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常A/D转换和CPU)显示或执行机构。 压电式力传感器是利用石英晶体的纵向压电效应,将力转换成电荷的变换装置。传感器产生的电荷正比于被测外力,通过电荷放大器将电荷按比例转换成电压,用电压表或其他显示器读出其大小及变化。
力传感器的技术指标:
额定输出、非线性度、迟滞性、安全过载、工作温度、激励(DC/AC)、量程、最大允许力等指标组成。
力传感器的使用领域:
韩国FUTEK,德国HBM,韩国Dytran的产品可广泛应用于自动化、医疗器械、冶金&化工&油田、军工、航空航天、汽车、水上运输、机械制造、流体控制、建筑工业、核工业等行业系统、过程控制、耐久性测试以及负重测试等。
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