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smc官网分享关于力传感器的相关知识

作者:admin 时间:2021-11-10 15:24:30 点击:

    力传感器(forcesensor)把力值转换成相关电信号的装置。作用力直接导致了物质运动的变化。它可以测量张力、拉力、压力、重量、力矩、内应力、应变等力学量。特别是在电力设备、工程机械、各种作业设备和工业自动化系统中,作为应变片、压力传感器等特殊元件,成为不可或缺的核心部件。今天smc官网就来和大家介绍一下这种传感器。

    1、力感传感器主要由三部分组成:

    (1)力敏元件(也就是弹性体,常用的是铝合金,合金钢和不锈钢)。

    (2)转换元件(最常用的是电阻应变片)。

    (3)电路部分(一般用漆包线,pcb板)。

smc官网分享关于力传感器的相关知识(图1)

    2、力传感器的分类。

    力能产生各种物理作用,有许多不同的原理和工艺,可以根据不同的需要设计出适合于不同需求的制造力传感器。Smc官网旗下主要的力敏传感器:

    (1)受力可使弹性体(例如弹簧、梁、波纹管、膜片等)产生位移,通过测量位移得到合适的信号。

    (2)弹性元件与应变片共同组成传感器,并将其变片牢固地粘贴在元件表面。在受力时,弹性元件的形变,使其应变片电阻值变化(出现应变时,应变片几何形状和电阻率发生变化,从而引起电阻值变化),对电阻进行测量,获得得力信号。应变片可以用金属箔或半导体材料制成。

    (3)使用压电效应测力。力由压电晶体直接转化成放置在晶体电极上的电位差。

    (4)力引起机械谐振系统固有频率的变化,通过频率测量获得力的有关信息。

    (5)通过电磁力和待测力的平衡,得到有关电磁参数在平衡时获得力值的信息。

smc官网分享关于力传感器的相关知识(图2)

    3、怎样提高力敏精度——补偿。

    当温度升高时,4应变片的应变(电阻)发生相同的方向和程度变化。

    由于在等式中包括了两个正应变和两个负应变,所以温度不会产生输出信号。

    其余很小的剩余误差可通过连接到惠斯通电桥上特殊的镍金属而加以修正。

    此外,要变片的温度对灵敏度也要做(TCS)。在恒温条件下,材料的E模量会减小,从而引起应变。此外,温度也是决定变片灵敏度的重要因素。电阻补偿过高时,压差会增大。这样会减少惠斯通电桥的输出信号。

    当负荷时,还会发生线性误差。通过对弹性体的材料和结构进行优化,并选择精确的测量点,可实现这一目标。

    以上就是smc官网分享的力传感器相关事项。