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应变式测力传感器如何工作?应变式力传感器工作原理

2021-03-23浏览次数:713
应变式测力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。那么,应变式测力传感器如何工作呢?下面我们就来介绍应变式力传感器工作原理。
S型应变式力传感器

什么是力传感器?


力传感器是传感器中的一种,它将负载、重量、拉力、压缩或压力等输入机械力转换为另一个物理变量,在这种情况下,转换为可以测量、转换和标准化的电输出信号。当施加在力传感器上的力增加时,电信号按比例变化。

力传感器已成为汽车、高精制造、航空航天与国防、工业自动化、医疗制药和机器人等许多行业的重要要素,在这些行业中,可靠性和高精度的测量至关重要。近年来,随着协作机器人和外科手术机器人的发展,许多新的力传感器测量应用正在出现。

应变式测力传感器如何工作?应变式力传感器工作原理


首先,我们需要了解应变力测量工作原理背后的基础物理学和材料学。金属箔应变片是一种电阻随外力变化的传感器。换句话说,换句话说,它将力、压力、拉力、压缩、扭矩、重量等转换成(或转换成)电阻的变化,然后就可以测量电阻的变化。

应变计是一种以锯齿形紧紧附着在薄膜上的电导体。当薄膜被拉伸时,它和导体会拉伸并伸长。当薄膜被挤压时,它会收缩并变短。这种形状的变化导致导体中的电阻发生变化。根据这一原理,可以确定施加在测压元件中的应变,因为应变片电阻随施加的应变而增加,而随着收缩而减小。

在结构上,力传感器测力元件由金属体(也称为挠曲体)制成,箔片应变片与金属体结合在一起。传感器主体通常由铝或不锈钢制成,这赋予了传感器两个重要的特征:(1)坚固耐用,可承受高负荷;(2)具有最小变形的弹性,当力被移除时可以恢复到原来的形状。

当施加力(拉力或压力)时,金属体就像一个“弹簧”会略微变形,除非过载,否则它会恢复到原始的形状。当挠曲变形时,应变片也会改变其形状,从而改变其电阻,通过惠斯通电桥电路产生差动电压变化。因此,电压的变化与施加在挠曲上的物理力成正比,可以通过称重传感器电路的电压输出来计算。

应变片在拉伸和压缩状态下的变形