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力传感器类型有哪些|力传感器分类大全

力传感器类型有哪些|力传感器分类大全

作者:罗工    来源:俊德科技    发布时间:2020-02-12 10:40:48    浏览量:
       在我们的科技,工业,生活中,都会有需要测力的场合,那到底是如何实现的,需要用到哪种力传感器来测量呢?现在请看我们一一道来:

  一、应变式力传感器
 
  在所有力传感器中,应变式力传感器应用广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量,且测量精度高,其使用量约占力传感器总量的90%左右。
 
  应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其常采用的传感元件。它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。应变式测力传感器是由弹性体、应变片、胶粘剂、防护涂层、补偿线路等部分组成的,其应变传递路径是:弹性体→胶粘剂→应变片敏感栅→覆盖层→防护涂层,构成一个有别于应变片本身的更复杂的系统。
 
  应变片的布置和接桥方式,对于提高传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质,在贴片位置许可的情况下,可贴4或8片应变片,其位置应是弹性元件应变的地方。
 
  应变式测力主要应用在各种电子衡器、工业控制领域、在线控制、安全过载报警、材料试验机等领域。如各类电子汽车衡、电子台秤、材料拉压力测试、汽车碰撞测试、压装力测试、自动化包装机、机器人力矩反馈控制、电子轨道衡、料斗秤、配料秤、罐装秤等。
 
  二、压电力传感器
 
  压电式传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。利用压电材料(石英晶体、压电陶瓷)的压电效应,将被测力转换为与其成正比的电荷量输出;

 

图中显示了压电力传感器的典型结构:
 
 
1. 外壳
2. 压电晶体
3. 电极











 
  压电传感器的应用领域:
 
  1.传感器安装空间有限
 
  压电力传感器结构非常紧凑-例如CLP系列高度仅3到5mm(依据量程)。因此,这种传感器非常适合与现有结构集成。传感器带有一个集成的电缆,因为它们不能容纳插头,因此结构高度非常低。传感器带有所有螺纹尺寸,从M3到M14。结构高度低要求传感器表面上的力尽可能均匀地分布。
 
  2.初始负荷高的小力测量
 
  当施加力时,压电传感器产生电荷。然而,传感器受到超出实际测量的力,例如在安装期间。所产生的电荷可能短路,将电荷放大器输入端的信号设置为零。这样就可以根据要测量的实际力来调节测量范围。因此,即使初始负载与被测量的力相差很大,也能保证高测量分辨率。CMD600等电荷放大器可以实时连续地调节测量范围,从而支持这些应用。
 
  3.测量范围宽
 
  压电传感器在多阶段中也具有优势。首先,初始施加较大的力时。相应调整压电测量链。第二阶段涉及力的跟踪,即小力变化测量。受益于压电传感器的特殊功能,包括物理消除电荷放大器输入端的信号。电荷放大器输入可以再次设置为零,并调整测量范围以确保高分辨率。
 
  4.极高温
 
  一些应用需要在非常高的温度下测量力。在这些应用中,基于应变的力传感器达到了其物理极限。然而,CHW系列,压电力垫圈的工作温度可高达300摄氏度。
 
  5.极高过载稳定性
 
  除了少数例外,所有压电传感器具有相同的灵敏度。这又意味着在给定力下具有20kN量程的力传感器与700kN量程的传感器的输出信号相同。因此,在分辨率和精度方面,使用两个传感器中的哪一个是无关紧要的。测量链可以设置为力值,但能够测量非常小的力。
 
  6.高动态
 
  压电传感器具有非常小的位移并提供相应的高刚度-这使它们成为用于动态应用的理想选择。然而,整个测量链对动态特性有影响。还需要考虑附件的刚度。压电测量链通常非常适合于小力值的高度动态测量。基于应变的力传感器是大力值动态测量的选择
 
  
  三、薄膜压力传感器
 
  柔性薄膜压力传感器是基于新型纳米压敏材料辅以舒适杨氏模量的超薄薄膜衬底一次性贴片而成,兼具防水和压敏双重功能。当传感器感知到外界压力时,传感器电阻值发生变化,采用简单的电路即可使传感器在感知压力变化后把压力信号转换成相应变化强度的电信号输出。
 
  1,一个多功能并且耐用压阻式力传感器,可被制作成多种形状与尺寸;传感器设备压阻与外界施加的压力变化大小成反比关系。
 
  2,可定制的压力传感器和经济的成本结合的压力测试设备,可以非常便捷地整合设计成OEM产品
 
  3,超薄(标准0.1mm,薄0.038mm)的柔性印刷电路,可以感测接触式的压力;适用于广泛的研发和开发的应用环境。
 
  所以,每一种测力传感器都具有自己的特性,合理地选择传感器能让测试更加便利,数据更加准确!
 
  


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