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力傳感器如何工作?

作者: 長沙AG亚游集团 來源: www.pydjy.com 時間:2019-08-15 09:00 :46
  基於應變的力傳感器
  工作原理
  為了解釋 傳感器如何工作,我們首先需要來回答這個問題: 應變片如何工作,大多數通用力傳感器內部都有應變片。
  讓我們來簡單地了解下應變片:其作為電導體牢固地附著在基底上。當基底被拉伸時,應變片將會變長。反之被壓縮時,應變片將會縮短。結果是導致應變片 電阻產生變化。這就是應變測量原理,通過應變電阻產生變化來確定應變大小。
  為了生產力傳感器,除了應變片外還需要一個彈性體 - 例如采用不鏽鋼。應變片將牢固地黏貼在彈性體上。我們采用彈性體最簡單的形式 - 鋼圓柱體來進行說明。

如果應變片被壓縮,其電阻(Ω)會下降,如果拉伸,則電阻增加。

圖中為惠斯通電橋,四個應變片組成一個 “環”。
  圖中顯示的四個應變片組成惠斯通電橋。這裏不詳細解釋惠斯通電橋(詳情見參考書“ '采用應變片進行應力測量和傳感器製造‘)。 最重要的是,由於應變片牢固地黏貼在彈性體上,因此 應變片將產生和彈性體一樣的變形,這將導致 電阻產生變化。惠斯通電橋輸出信號將提供這些變形信息。這樣就可以計算出作用在應變片上的力的大小。這就是力傳感器的工作原理。
  稱重傳感器和力傳感器之間有什麽區別?
  原理上,它們似乎非常類似:稱重傳感器測量質量或重量,力傳感器測量力(即N或牛頓)。他們是否可以互換?每個牛頓大約等於100克,力傳感器物理單位可以轉換為稱重傳感器單位!但是實際上不是這麽簡單。
  區別1:
  稱重傳感器僅測量重量,而且僅是重力場方向。而且重量將一直大於 0。如果一個容器放在稱重傳感器下方,其並不會產生一個相反方向的重量。而力傳感器則不同,其可以測量正方向,反方向以及拉力和壓力等。
  區別2:
  稱重傳感器在工廠中生產,然後再現場進行標定。力傳感器生產後立即在工廠進行校準,並且需要保證傳感器拆下並安裝後,測量值相同。因此,力傳感器具有比稱重傳感器更堅固的結構,以保證在變化條件下的測量值的重複性。
  區別3:
  稱重傳感器和力傳感器的標準不同,稱重傳感器一般為貿易秤標準,而立傳感器需要滿足 VDI 2635 或 ISO 376 標準。在這些標準中,可重複性其其中最重要的因素。
  應用領域
  “力傳感器幾乎可以用於任何地方,例如測試台的氣隙力測量,即使力傳感器沒有接觸到平台,力依然可以測量”。
  總而言之,我們將看一下力傳感器的應用領域。
  測試對物體的作用力。示例:如意外事故對摩托車頭盔的影響。
  測量值和參考值之間進行國際比對。世界各地的計量機構都使用特別精確的力傳感器進行測試。提供參考測量值。
  在測試台上,力傳感器通常確保可以精確地控製所需的載荷:例如對飛機的機翼的加載測試,模擬真實的飛行狀態。
  工業設備,例如在印刷機,裝配線或終端測試中,例如蓋子是否被壓緊等。
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