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力传感器工作原理与应用

发布时间:2022-10-10 08:46人气:

有许多物理定律是建立在力的概念上的,力作用于质量为m的物体时,会改变物体的速度。有许多与力有关的概念,如推力、阻力和扭力,当应用于一个物体时,推力会增加物体的速度,而阻力会降低速度,扭矩会引起物体转速的变化。当物体中的力平衡分布时,就看不到加速度。随着技术的进步,人们引入了一种有助于监测力的传感器,即力传感器。我们来看看力传感器的工作原理与应用。
   富兰克林爵士在20世纪70年代发现,一些材料在受到外力作用时,会改变其电阻值,这些材料被称为力敏电阻器。这些材料被用来制造一个可以测量力的传感器。力传感器是一种有助于测量施加于物体的力的传感器,通过观察力敏电阻器电阻值的变化量,可以计算出施加的力。
沧正拉压力传感器CAZF-LY34
   力传感器的一般工作原理是对所施加的力作出响应,并将力值转换成可测量的量。市场上有各种基于各种传感元件的力传感器,大多数力传感器都是使用力敏电阻器设计的,这些传感器由传感膜和电极组成。
   力敏电阻器的工作原理是基于接触电阻的特性。力敏电阻器包含一个导电聚合物膜,当力作用于其表面时,该膜以可预测的方式改变其电阻,这种薄膜由排列在基质中的导电和非导电微粒组成,尺寸为亚微米。当力作用于薄膜表面时,微粒接触到传感器电极,改变了薄膜的电阻,电阻值的变化量给出了所施加力的测量值。
   为了提高力敏电阻器的性能,人们正在通过多种不同的方法进行各种努力,例如,为了尽量减小聚合物的漂移,正在测试各种电极结构,通过用碳纳米管等新材料代替聚合物,用传感器进行测试等。
   力传感器的主要用途是测量施加的力。有各种类型和尺寸的力传感器可用于不同类型的应用。使用力感电阻器的力传感器的一些应用包括开关按键测试,各种插拔力测试、注塑、机器人抓取、压入、汽车压装、自动化组装、3C产品测试、新能源产品组装、医疗检测、模具组装等等。
沧正压式测力传感器CAZF-Y51
   应变式力传感器是一种力传感器,与其他力传感器相比,具有力敏电阻的力传感器具有体积小、成本低、抗冲击性好等优点。由于体积小,它们被用于便携式电子设备和增强的移动交互。 电阻应变式力传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高、横向效应小等优点。
       沧正力传感器为电阻应变片式,主要由弹性体、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。
应变片式压力传感器测量原理:当压力传感器弹性体在外力的作用下产生形变,附着于弹性体上的电阻应变片随即弯曲,电阻应变片阻值发生变化,再经测量电路将阻值变化转换为电信号(一般为毫伏信号)。
弹性体:弹性体即压力传感器外壳,主要材质有铝合金、合金钢、不锈钢。
电阻应变片:电阻应变片压力是传感器最重要的组成部分,常用的应变片基材采用高分子薄膜材料,应变材质通常为高纯度康铜 。电阻应变片通过脱水粘贴在弹性体上,弹性体受力形变,应变片随即跟着形变,从而改变电阻值。
测量电路:通过惠斯登电桥把电阻应变片的电阻变化转变为毫伏信号输出。
传输电缆:4芯屏蔽电缆,沧正压力传感器为红黑绿白四线,红:电源+,黑:电源-;绿:信号+,白:信号-。
       沧正力传感器主要分为压式测力传感器,拉压双向测力传感器,扭矩扭力传感器,多维力传感器等。选型时可根据现场使用要求选用合适的力传感器。具体请见沧正传感http://www.cazsensor.com

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