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力傳感器分類及如何選型

2021-04-20 02:43:05

  力矩傳感器分類及如何選型

  一、力傳感器分類

  傳感器主要有二大分類:應變式力傳感器和壓電式力傳感器。

  應變式傳感器是基于測量物體受力變形所產生應變的一種傳感器。電阻應變片則是長用的傳感元件,主要受溫度干擾較大。

  應變式傳感器優點:精度高、線性好、穩定性高、測量范圍大、數據便于記錄、處理和遠距離傳輸等優點。廣泛用于工程測量和科學實驗中。

  壓電式傳感器是將被測物理量變化轉換成由于材料受機械力產生的靜電電荷或電壓變化的傳感器,主要受電場干擾。它的敏感元件由壓電材料制成,主要有壓電晶體、壓電陶瓷和高分子壓電材料。

  壓電式傳感器具有頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、重量輕、體積小、結構簡單、工作可靠等優點。缺點是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。壓電式壓力傳感器不能用作靜態測量,一般用于測量脈動壓力,不能測量靜壓力;

  二、力傳感器選型

  1、量程

  傳感器測量范圍上限與下限之差。若測量下限為零,則傳感器所測量的物理量等于其量程。超過量程范圍時往往會造成傳感器輸出信號飽和,甚至導致傳感器損壞。

  2、精度

  傳感器精度主要從下列參數反應:線性度、分辨力、遲滯性、重復性。

  一般傳感器技術參數會給出一個綜合精度,如果沒有這項指標,那么傳感器的精度就以線性度為準(有的也稱為非線性)。

  線性度:傳感器的實際靜態曲線與擬合曲線的大偏差與傳感器滿量程輸出的百分比。

  分辨力:傳感器分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會發生變化。該參數與傳感器靈敏度是由區別的。

  傳感器靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。

  遲滯性:指傳感器正向行程(輸入量增大)和反向行程(輸入量減?。┢陂g,輸出特性曲線的不一致程度。


力矩傳感器


  3、尺寸

  力傳感器根據量程和應用場合有不同的尺寸,主要包括:輪輻式、S型、柱式、墊片/墊圈式。

  4、適用環境

  根據傳感器的使用場合,有不同的環境等級(IPXX),工作溫度和動靜態測量等。若工作環境比較惡劣,溫差較大。就要選擇IP等級高,溫漂小的傳感器。

  5、輸出信號

  應變式傳感器輸出信號為mv/v,如果傳感器內置了先好調理電路(如放大器等),也可以輸出0—5V,0-10V,±5V,±10V,4mA-20mA。

  6、放大器

  對于很多傳感器而言輸出信號都比較?。╩v信號,電荷信號),這時就需要將該測量信號放大至采集設備可以采集的標準信號。此時就需要用到我們的放大器。放大器可以將傳感器輸入信號轉化成0—5V,0-10V,±5V,±10V,4mA-20mA的標準信號,輸出給采集設備。

  7、底座

  為了保證傳感器的正確使用,一般大量程力傳感器都有底座。原裝進口的底座改變了安裝方式,降低了機械安裝要求,很好的保證了傳感器精度。

  8、儀表

  儀表是信號采集系統的重要組成部分之一。儀表的主要功能包括:放大、顯示、輸出。通常用位來表示儀表的顯示位數。如:七位半(7 1/2),實際有八位顯示,后7為可以顯示0—9任意數字;第八位根據儀表的不同可以顯示“-”,“+”,“-1”或“1”,所以只能算半位。

  10、安裝

  不同的傳感器,安裝方法不同。具體情況根據傳感器型號而定。制造一個準確的稱量系統,必須確保所有傳感器是垂直受力,而且所有傳感器是均勻受力的。


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