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力傳感器工作原理與應用

發布時間:2022-10-10 08:46人氣:

有許多物理定律是建立在力的概念上的,力作用于質量為m的物體時,會改變物體的速度。有許多與力有關的概念,如推力、阻力和扭力,當應用于一個物體時,推力會增加物體的速度,而阻力會降低速度,扭矩會引起物體轉速的變化。當物體中的力平衡分布時,就看不到加速度。隨著技術的進步,人們引入了一種有助于監測力的傳感器,即力傳感器。我們來看看力傳感器的工作原理與應用。
   富蘭克林爵士在20世紀70年代發現,一些材料在受到外力作用時,會改變其電阻值,這些材料被稱為力敏電阻器。這些材料被用來制造一個可以測量力的傳感器。力傳感器是一種有助于測量施加于物體的力的傳感器,通過觀察力敏電阻器電阻值的變化量,可以計算出施加的力。
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   力傳感器的一般工作原理是對所施加的力作出響應,并將力值轉換成可測量的量。市場上有各種基于各種傳感元件的力傳感器,大多數力傳感器都是使用力敏電阻器設計的,這些傳感器由傳感膜和電極組成。
   力敏電阻器的工作原理是基于接觸電阻的特性。力敏電阻器包含一個導電聚合物膜,當力作用于其表面時,該膜以可預測的方式改變其電阻,這種薄膜由排列在基質中的導電和非導電微粒組成,尺寸為亞微米。當力作用于薄膜表面時,微粒接觸到傳感器電極,改變了薄膜的電阻,電阻值的變化量給出了所施加力的測量值。
   為了提高力敏電阻器的性能,人們正在通過多種不同的方法進行各種努力,例如,為了盡量減小聚合物的漂移,正在測試各種電極結構,通過用碳納米管等新材料代替聚合物,用傳感器進行測試等。
   力傳感器的主要用途是測量施加的力。有各種類型和尺寸的力傳感器可用于不同類型的應用。使用力感電阻器的力傳感器的一些應用包括開關按鍵測試,各種插拔力測試、注塑、機器人抓取、壓入、汽車壓裝、自動化組裝、3C產品測試、新能源產品組裝、醫療檢測、模具組裝等等。
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   應變式力傳感器是一種力傳感器,與其他力傳感器相比,具有力敏電阻的力傳感器具有體積小、成本低、抗沖擊性好等優點。由于體積小,它們被用于便攜式電子設備和增強的移動交互。 電阻應變式力傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械形變,從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高、橫向效應小等優點。
       滄正力傳感器為電阻應變片式,主要由彈性體、電阻應變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。
應變片式壓力傳感器測量原理:當壓力傳感器彈性體在外力的作用下產生形變,附著于彈性體上的電阻應變片隨即彎曲,電阻應變片阻值發生變化,再經測量電路將阻值變化轉換為電信號(一般為毫伏信號)。
彈性體:彈性體即壓力傳感器外殼,主要材質有鋁合金、合金鋼、不銹鋼。
電阻應變片:電阻應變片壓力是傳感器最重要的組成部分,常用的應變片基材采用高分子薄膜材料,應變材質通常為高純度康銅 。電阻應變片通過脫水粘貼在彈性體上,彈性體受力形變,應變片隨即跟著形變,從而改變電阻值。
測量電路:通過惠斯登電橋把電阻應變片的電阻變化轉變為毫伏信號輸出。
傳輸電纜:4芯屏蔽電纜,滄正壓力傳感器為紅黑綠白四線,紅:電源+,黑:電源-;綠:信號+,白:信號-。
       滄正力傳感器主要分為壓式測力傳感器,拉壓雙向測力傳感器,扭矩扭力傳感器,多維力傳感器等。選型時可根據現場使用要求選用合適的力傳感器。具體請見滄正傳感http://m.sckwy.com

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