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扭环式测力传感器结构及工作原理

发布时间:2022-04-26      点击次数:288

扭环式测力传感器结构及工作原理

       测力传感器,与称重传感器,工作原理相同,但使用对象及测量要求不同,尤其是小量程测量。

测力要求力值测量的作用力力线与传感器受力同轴,因此,测力传感器大都采用轮辐式、扭环式、柱式等结构,在一些场合,也有用S型传感器替代使用的。

       扭环式由于可以在度高度空间使用,因此,大都精密机械设备及检测场合,使用较多。下面,简要说明扭环式测力传感器构成及工作原理,便于正确选择,如量程、信号处理、等等,避免不必要的测量误差,以及由此产生的产品质量问题。

我们可以从以下几个方面判断传感器的设计及技术参数是否符合使用要求:

金属弹性体:看起来只是个金属,但这才是受力载体,弹性体的材质,是传感器受力强度、耐久性、零点、线性、蠕变性、抗过载、等等技术性能可靠的保证。

简单测试方法:保持受力30分钟,卸载后,观察零点恢复速度及归零时间。

固定螺孔:有无固定螺孔,在微型传感器上的螺孔,不仅要求金属材质,而且加工难度大大增加,尤其17-4PH不锈钢的加工。

受力端点R:这个是标志性区分。普通加工为简单平面,没有弧面,这样,根本无法保证受力的一致性,不能弧面切点受力,受力压强随受力面变化而变化。

高度及直径:由于微型传感器,金属弹性体体积限制,所受到的力的大小,将直接影响金属承载能力。

一些制造商,通过增加直径来降低高度,这样,受力就容易产生共振,长期负载也容易屈服损坏。一般,直径与高度比为2:1左右。制作难度以直径φ10为判断。直径φ20以上的,制作难度,大大降低。因为,应变计相对也制作简单。

应变计:直径φ10以下,只有进口产品。φ20的,有国产产品替代。因此,传感器的直径大小,也是判断传感器制造能力的典型标记。

工作原理:弹性体受力形变,粘贴在弹性体上的电阻应变计(四片组成惠氏登电桥)形变,电阻值发生变化,电桥失去平衡,因为激励电压为恒定值,因此,信号端产生相应平衡电压。

测量原理:传感器信号处理器,经过低通滤波、放大,经过模/数转换,将原始电压信号处理成可以测量的标准模拟信号或可以运算的数字信号。

出线孔:出线孔的保护,说明传感器电缆线的质量,如果是防折断高质量电缆,是不需要加保护装置,影响弹性体应变。

以上,简单介绍了扭环式测力传感器的工作原理、内部结构、一些制造设计信息,供技术人员选型判断传感器的选型和使用。以免被伪技术、伪参数混乱。


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