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压电式力传感器与应变式力传感器的区别

更新时间:2024-05-10      点击次数:121

压电式力传感器与应变式力传感器的区别

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       首先,我们先来讲一下两种力传感器的测量原理。

       压电式力传感器实际上是利用了石英晶体的压电效应,当我们在石英晶体上施加机械载荷的时候,石英晶体会产生一个正向或负向的电荷,这的电荷通过后端的电子信号调理仪(电荷放大器),可以吧等比例电荷信号转换成电压信号,然后再转换为力的信号。在测量链中,机械载荷产生的电荷量是很难捕捉的,所以电荷放大器是一个很重要的部分。

       而应变式力传感器则是利用惠斯通电桥原理。传感器组成单元主要是应变片,应变片在承受机械载荷的同时会产生形变,导致应变片电阻变化,通过电阻的变化整个电路会等比例输出一个电压信号,然后再转换为力的信号。


接下来对比一下两者

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       以目前科技,没法做到完·美的绝缘阻抗,所以随之长时间测量,电荷会漂移,所以压电式力传感器并不适合静态测量。而应变式力传感器是基于形变测量,所以外界的力不变的情况下,它输出的值会使稳定的。

       压电传感器需要更高的绝缘阻抗,大概为10^13Ω,应变式只需要10^6Ω,所以压电式传感器需要高质量电缆/连接器以及清洁的工作条件。因为基于电荷变化原理,连接电缆的移动也会产生噪声信号影响压电传感器误差。

       频繁的温度变化也会使压电传感器产生误差。所以在一些特定环境也是应变式传感器更合适。

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       精度方面,应变式力传感器精度能达到千分之一甚至万分之一,而压电式传感器只能达到百分之一。


       当然,压电式传感器也是有其优势的。

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       压电式力传感器的测量范围是非常宽的,而且在同一个系列里的传感器,不管是1N还是1000KN,在这个范围里的测量精度几乎是一致的。而应变式力传感器只要在满量程的百分之30-百分之100之间,也就是说应变式力传感器如果用大量程测小的力是会导致精度降低的。


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       压电式传感器不会因为量程的大小而导致其尺寸太大或者太小。应变式传感器则会根据其量程改变其体积大小。

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