测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些

2021/12/18 11:38 · 传感器知识资讯 ·  · 测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些已关闭评论
摘要:

测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些弹簧测力计和数字测力计还有通过压力传感器测力的元件如:1.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化,对应电阻值就可以知道对应的压力值.主要有金属和半导体两类.2.压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料

测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些  第1张

测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些

弹簧测力计和数字测力计
还有通过压力传感器测力的元件如:
1.电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化,对应电阻值就可以知道对应的压力值.主要有金属和半导体两类.
2.压阻式传感器
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件.其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式.当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出.通过测量电桥不平衡电压就可得到对应的压力值.材料主要为硅片和锗片.测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些  第2张

测力传感器有哪些:测力传感器有哪些?测力传感器原理

  测力传感器通常将力转换为正比于作用力大小的电信号,使用十分方便,因而在工程领域及其他各种场合应用最为广泛。测力传感器种类繁多,依据不同的物理效应和检测原理可分为电阻应变式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。
  1.应变式力传感器
  在所有力传感器中,应变式力传感器应用最为广泛。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。
  应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同,它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变,再利用电阻应变效应测出应变,从而间接地测出力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。
  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最大的地方。
  图1给出了常见的柱形、筒形、梁形弹性元件及应变片的贴片方式。图1(a)为柱形弹性元件;图1(b)为筒形弹性元件;图1(c)为梁形弹性元件。
  (1)柱形应变式力传感器
图1 几种弹性元件及应变片贴片方式
  柱形弹性元件通常都做成圆柱形和方柱形,用于测量较大的力。最大量程可达10MN。在载荷较小时(1~100kN),为便于粘贴应变片和减小由于载荷偏心或侧向分力引起的弯曲影响,同时为了提高灵敏度,多采用空心柱体。四个应变片粘贴的位置和方向应保证其中两片感受纵向应变,另外两片感受横向应变(因为纵向应变与横向应变是互为反向变化的),如图1(a)所示。
  当被测力F沿柱体轴向作用在弹性体上时,其纵向应变和横向应变分别为
             (1)
  式中,E为材料的弹性模量;S为柱体的截面积;μ为材料的泊松比。
  在实际测量中,被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用,而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心,这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外,还受到横向力和弯矩的作用,从而影响测量精度。
  (2)轮辐式力传感器
  简单的柱式、筒式、梁式等弹性元件是根据正应力与载荷成正比的关系来测量的,它们存在着一些不易克服的缺点。为了进一步提高力传感器性能和测量精度,要求力传感器有抗偏心、抗侧向力和抗过载能力。20世纪70年代开始已成功地研制出切应力传感器。图2是较常用的轮辐式切应力传感器的结构简图。
  轮辐式力传感器由轮圈、轮轱、辐条和应变片组成。辐条成对且对称地连接轮圈和轮轱,当外力作用在轮轱上端面和轮轱下端面时,矩形辐条就产生平行四边形变形,如图2(b)所示,形成与外力成正比的切应变。此切应变能引起与中性轴成450方向的相互垂直的两个正负正应力,即由切应力引起的拉应力和压应力,通过测量拉应力或压应力值就可知切应力值的大小。因此,在轮辐式传感器中,把应变片贴到与切应力成450的位置上,使它感受的仍是拉伸和压缩应变,但该应变不是由弯距产生的,而主要是由剪切力产生的,此即这类传感器的基本工作原理。这类传感器最突出的优点是抗过载能力强,能承受几倍于额定量程的过载。此外,其抗偏心、抗侧向力的能力也较强,精度在0.1%之内。
(a)轮辐式结构       (b)辐条变形情况
图2 轮辐式力传感器
  2.压磁式力传感器
  当铁磁材料在受到外力的拉、压作用而在内部产生应力时,其导磁率会随应力的大小和方向而变化:受拉力时,沿力作用方向的导磁率增大,而在垂直于作用力的方向上导磁率略有减小;受压力作用时则导磁率的变化正好相反。这种物理现象就是铁磁材料的压磁效应。这种效应可用于力的测量。
  压磁式力传感器一般由压磁元件、传力机构组成,如图3(a)所示。其中主要部分是压磁元件,它由其上开孔的铁磁材料薄片叠成。压磁元件上冲有四个对称分布的孔,孔1和2之间绕有激磁绕组W12 (初级绕组),孔3和4间绕有测量绕组W34。(次级绕组),如图3(b)所示。当激磁绕组W12通有交变电流时,铁磁体中就产生一定大小的磁场。若无外力作用,则磁感应线相对于测量绕组平面对称分布,合成磁场强度日平行于测量绕组W34的平面,磁感应线不与测量绕组W34交连,故绕组W34不产生感应电势,如图3(C)所示。当有压缩力F作用于压磁元件上时,磁感应线的分布图发生变形,不再对称于测量绕组W34的平面(如图3(d)所示),合成磁场强度H不再与测量绕组平面平行,因而就有部分磁感应线与测量绕组W34相交链,而在其上感应出电势。作用力愈大,交链的磁通愈多,感应电势愈大。
  压磁式力传感器的输出电势比较大,通常不必再放大,只要经过滤波整流后就可直接输出,但要求有一个稳定的激磁电源。压磁式力传感器可测量很大的力,抗过载能力强,能在恶劣条件下工作。但频率响应不高(1~10 kHz),测量精度一般在1%左右,也有精度更高的新型结构的压磁式力传感器。常用于冶金、矿山等重工业部门作为测力或称重传感器,例如在轧钢机上用来测量大的力以及用在吊车秤中。
图3 压磁式传感器

测力传感器有哪些:测力传感器的分类有那些?

分别为称重,握力,自动化控制,仪表4种 麻烦多少给个采纳啊,问别人不容易啊,如果没有满意的就请你给我一个采纳

斯巴拓传感器,测力传感器的种类繁多,如电阻应变片感应器、谐振式压力传感器、半导体应变片测力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、压阻式压力传感器、及电容式加速度传感器等。?在认识压阻式力传感器时,我们应该提前认识一下电阻应变片这些元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变力变动转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变力传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用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。通常情况下是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在发生力学应变力基体上,当基体载荷发生应力变动时,电阻应变片也一起发生形变,使应变片的电阻值发生变化,所以使加上电阻上的电压发生变化。这些应变片在载荷时发生的电阻值变动通常情况下较小,一般这些应变片都组成应变力电桥,并通过后续的仪表或变送器进行放大,再传输数据给处理电路(通常情况下是A/D转换和处理桥臂阻?)力值显示或信号输出机构。
测力传感器有哪些:常见测力的仪器有哪些  第3张

测力传感器有哪些:测力传感器的材料有哪几种?测力传感器的材料种类是哪些?

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