分析力傳感器的組成分類(lèi)和應用原理

分析力傳感器的組成分類(lèi)和應用原理。

力傳感器是什么？

力傳感器(forcesensor)將力值轉換成相關(guān)電信號的裝置。力是物質(zhì)運動(dòng)變化的直接原因。力傳感器可以檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內應力和應變。具體設備包括金屬應變片、壓力傳感器等。，已成為動(dòng)力設備、工程機械、各種工作母機和工業(yè)自動(dòng)化系統中不可或缺的核心部件。

力傳感器。

力傳感器主要由三部分組成：

1-力敏元件(即彈性體，常見(jiàn)材料有鋁合金、合金鋼和不銹鋼)。

2-轉換元件(最常見(jiàn)的是電阻應變片)。

電路部分(一般有漆包線(xiàn)，pcb板等)。

力傳感器分類(lèi)

力能產(chǎn)生多種物理效效應，可以根據不同的需要設計制造力傳感器。力傳感器主要有：

(1)被測力使彈性體(如彈簧、梁、波紋管、膜片等)產(chǎn)生相應的位移。)，并通過(guò)位移測量獲得力信號。

(2)彈性構件和應變片共同構成傳感器，應變片牢固粘貼在構件表面。彈性構件受力時(shí)發(fā)生變形，使應變片電阻值發(fā)生變化(應變時(shí)，應變片的幾何形狀和電阻率發(fā)生變化，導致電阻值發(fā)生變化)，通過(guò)電阻測量獲得力信號。應變片可以由金屬箔或半導體材料制成。

(3)利用壓電效應測量力量。用壓電晶體將力直接轉換成放置在晶體兩側電極上的電位差。

(4)力引起機械諧振系統固有頻率的變化，并通過(guò)頻率測量獲的相關(guān)信息。

(5)通過(guò)電磁力與待測力的平衡，通過(guò)平衡時(shí)相關(guān)電磁參數獲取力的信息。

怎樣提高力傳感器的精度-補償？

溫度會(huì )使四個(gè)應變片的應變信號(電阻)在同一個(gè)方向和程度上發(fā)生變化。

由于兩個(gè)正向應變和兩個(gè)負向應變被列入等式，溫度不會(huì )產(chǎn)生輸出信號。

剩余的微小殘留誤差可以通過(guò)連接到惠斯通電橋上的特殊鎳金屬來(lái)糾正。

此外，應變片需要補償溫度對靈敏度(TCS)。當溫度變化時(shí)，材料的E模量會(huì )降低，導致應變。此外，應變片的靈敏度取決于溫度。電阻補償在高溫下會(huì )產(chǎn)生更大的壓降。這將降低惠斯通電橋的輸出信號。

線(xiàn)性誤差也會(huì )在負載狀態(tài)下發(fā)生變化。這可以通過(guò)優(yōu)化彈性體材料和結構，選擇準確的測量點(diǎn)來(lái)完成。

在汽車(chē)安全性能試驗中應用力傳感器。

談到多軸測力傳感器，知道的人并不多。然而，許多人在電視上看到了汽車(chē)碰撞實(shí)驗，通過(guò)碰撞模擬傳感器的輸出信號來(lái)判斷汽車(chē)的安全性能?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有多軸測力傳感器，碰撞模擬器只能作為櫥窗中的模型，不能真正發(fā)揮作用。

汽車(chē)安全碰撞試驗的模擬人員將配備測力傳感器。

測力傳感器在汽車(chē)安全性能實(shí)驗中。

在汽車(chē)安全實(shí)驗室，汽車(chē)制造商通常會(huì )進(jìn)行安全性能實(shí)驗，讓模擬器坐在汽車(chē)里，故意發(fā)生碰撞，然后檢測模擬器各部分的加速度、載荷和變形，從而評估汽車(chē)的安全等級。

模擬器多采用金屬和塑料制成，不僅外形與真人相同，而且脊柱、肋骨和合成肌肉復雜。最重要的是，模擬人體上覆蓋著(zhù)各種多軸測力傳感器，為技術(shù)人員分析汽車(chē)碰撞瞬間的技術(shù)數據。一般來(lái)說(shuō)，多軸測力傳感器安裝在汽車(chē)碰撞模擬人的頸部、手部、腿部等不同部位。

頸部受到一定程度的力會(huì )斷裂，大腿受到劇烈撞擊會(huì )骨折。通過(guò)分析測力傳感器采集的各種受力數據和假人的傷害，汽車(chē)制造商可以根據這一點(diǎn)來(lái)評估安全性能等級。

機器人磨削系統配有測力傳感器。

測力傳感器在機器人行業(yè)的應用。

此外，目前國內一些團隊將多軸測力傳感器技術(shù)應用于機器人行業(yè)，提高了機器人的智能水平。

如何使機器人更聰明，一是有視覺(jué)，二是有觸覺(jué)。目前，95%的機器人都有所謂的視覺(jué)。如果增加多軸測力傳感器，機器人的手可以被感知，機器人的智能可以大大增強。

此外，多軸測力傳感器還可以用于普通金屬零件打磨等附加值低的工業(yè)場(chǎng)合。比如對觸覺(jué)機器人的需求比較大的是打磨工作。粉塵對人體有害，工作強度大，安全事故頻發(fā)。目前，一些國內團隊也計劃使用多軸測力傳感器開(kāi)發(fā)智能磨頭，使機器人取代人工拋光，從而使更多的企業(yè)使用它。

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