10 years for Sensor

服务热线:0755-82908211



采用应变传感器进行力测量的优势和劣势

日期: 2018-06-06
浏览次数: 103


    本文首先介绍了应变传感器工作原理、组成及优点,其次介绍了采用应变传感器进行力测量的优势和劣势,最后介绍了四种常用的应变传感器。


应变传感器工作原理

    应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件(感知应变)上粘贴电阻应变敏感元件(将应变转换为电阻变化)构成。当被测物理量作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起敏感元件的阻值变化,通过转换电路将其转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。应变式传感器可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。

    应变是物体在外部压力或拉力作用下发生变形的现象,当外力去除后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状的应变称为弹性应变,具有弹性应变特性的物体称为弹性元件。电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 

 

应变式传感器组成

(1)敏感栅敏感栅是应变片的核心部分,感受应变,并将应变转变为电阻的变化。敏感栅有丝式、箔式和薄膜式3种。

(2)基底基底是将传感器弹性体表面的应变传递到电阻丝栅上的中间介质,并起到电阻丝与弹性体之间绝缘和保护的作用。基片的绝缘性要好,否则,应变片的微小变化就要漏掉。基底一般由薄纸、胶质膜等组成。

(3)粘结剂粘结剂用于敏感栅与基底、基底与试件、基底与覆盖层之间的粘结。

(4)覆盖层覆盖层具有保护应变片的作用,同时防湿、防腐蚀和除尘。

(5)引线引线用于连接电阻丝与测量电路,输出电参量。


应变式传感器优点

1、分辨力高,能测出极微小的应变,如1-2微应变;

2、误差较小,一般小于1%

3、尺寸小、重量轻。

4、测量范围大,从弹性变形一直可测至塑性变形(1-2%),最大可达20%

5、既可测静态,也可测快速交变应力;

6、具有电气测量的一切优点,如测量结果便于传送、记录和处理;

7、能在各种严酷环境中工作。如从宇宙真空至数千个大气压;从接近绝对零度低温至近1000℃高温;离心加速度可达数十万个“g”;在振动、磁场、放射性、化学腐蚀等条件下,只要采取适当措施,亦能可靠地工作;

8、价格低廉、品种多样,便于选择和大量使用。


采用应变传感器进行力测量的优势和劣势

优势

1、与力传感器相比,应变传感器的价格要低得多,尤其与大力值传感器相比。

2、应变传感器不会影响系统的刚度。因此,机器的动态特性不会受到影响。

3、大力值传感器需要一定的空间来进行安装。这意味着,测量系统的整体结构将会产生改变。

劣势

1、与力传感器相比,应变传感器的精度要低得多。

2、应变传感器在安装后需要进行校准,校准过程中需要一个力传感器,例如 C6A等。然后进行信号比对,来将应变转化为力值。当然也可采用一个已知重量的物体进行校准。显然,应变传感器的精度不可能超过校准过程的精度。


常用的应变传感器

1、膜片式

它的弹性敏感元件为周边固定圆形金属平膜片。膜片受压力变形时,中心处径向应变和切向应变均达到正的最大值,而边缘处径向应变达到负的最大值,切向应变为零。因此常把两个应变片分别贴在正负最大应变处,并接成相邻桥臂的半桥电路以获得较大灵敏度和温度补偿作用。采用圆形箔式应变计(见电阻应变计)则能最大限度地利用膜片的应变效果。这种传感器的非线性较显著。膜片式压力传感器的最新产品是将弹性敏感元件和应变片的作用集于单晶硅膜片一身,即采用集成电路工艺在单晶硅膜片上扩散制作电阻条,并采用周边固定结构制成的固态压力传感器(见压阻式传感器)。

2、应变管式

又称应变筒式。它的弹性敏感元件为一端封闭的薄壁圆筒,其另一端带有法兰与被测系统连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片,其中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半作为测量应变片。当没有压力时4片应变片组成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆筒变形成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与压力成一定关系的电压。这种传感器还可以利用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。应变管式压力传感器的结构简单、制造方便、适用性强,在火箭弹、炮弹和火炮的动态压力测量方面有广泛应用。

3、应变梁式

测量较小压力时,可采用固定梁或等强度梁的结构。一种方法是用膜片把压力转换为力再通过传力杆传递给应变梁。两端固定梁的最大应变处在梁的两端和中点,应变片就贴在这些地方。这种结构还有其他形式,例如可采用悬梁与膜片或波纹管构成。

4、组合式

在组合式应变压力传感器中,弹性敏感元件可分为感受元件和弹性应变元件。感受元件把压力转换为力传递到弹性应变元件应变最敏感的部位,而应变片则贴在弹性应变元件的最大应变处。实际上较复杂的应变管式和应变梁式都属于这种型式。感受元件有膜片、膜盒、波纹管、波登管等,弹性应变元件有悬臂梁、固定梁、Π形梁、环形梁、薄壁筒等。它们之间可根据不同需要组合成多种型式。应变式压力传感器主要用来测量流动介质动态或静态压力,例如动力管道设备的进出口气体或液体的压力、内燃机管道压力等等。


采用应变传感器进行力测量的优势和劣势




News / 推荐新闻 More
2021 - 01 - 13
工业压力传感器普遍用于各行各业。由于取压点的位置影响其精确度,所以它的装置位置非常重要。如何选择工业压力传感器取压点的位置在某些状况下,工业压力传感器能够直接装置在工艺管道上,而无需另设支架,但前提是工艺过程温度和环境温度契合传感器的运用条件。将其装置在程度和倾斜工艺管道上时,取压点的位置应遵照以下规则。 1、丈量气体压力时,取压点应在工艺管道的上半部。2、丈量液体压力时,取压点应在工艺管道的下半部与工艺管道的程度中心线成0°~45°夹角的范围内。3、丈量蒸汽压力时,取压点取在工艺管道的上半部以及下半部与工艺管道程度中心线成0°~45°夹角的范围内。4、应选择在工艺介质流束稳定的管段。5、应将工业压力传感器装置在易于操作和便当维护的中央,不宜装置在振动、湿润、高温、有强磁场干扰的中央。
2021 - 01 - 12
我们选压力传感器的时候,首先要确定测的是哪种压力,是测机械压力还是气压(液压)?机械压力单位通常为N、KN、KGf等,气压液压单位通常为KPa、MPa、PSI等。今天耐特恩为大家讲述的是机械压力传感器的选择。 1、对于机械压力,首先要考虑是测压力还是测拉力,如只测压力,选择压式测力传感器即可,如需测拉力则需要选择拉压力传感器。另外如需要联接工装或者压头,最好也选择拉压力传感器以方便工装清零。笔者曾经见过一个案例,客户选的是压式测力传感器,压力传感器往下压,首先压到工装,然后继续往下压,一直压到产品。  这样,压力传感器首先受到力,然后产品才受到力,压力传感器和产品受到的力不相同,产品本身受到的力比压力传感器要小,在结构已定型的情况下,客户只能在PLC程序里加补偿值。这种情况,如果选择拉压型的传感器,把传感器和工装联接在一起就完全可以避免了。 2、量程...
2021 - 01 - 07
最常用的振动加速度传感器是压电式加速度计。这种类型的传感器具有非常广泛的动态测量规模。还有许多其他类型的加速度计被用于测量很低频率的加速度,例如轿车的制动,提升机的运行状况,甚至于地球发生的重力加速度。这些测量项目主要依托压阻、电容和伺服技能。耐特恩传感网今天为大家介绍一下MMF的压电式加速度传感器以及Dynalabs的压阻/电容式加速度传感器 压电式加速度传感器 压电式加速度计坚固耐用,结构紧凑,频率响应规模宽,适用于监测滚动轴承等很高频率的振动。压电式加速度传感器是惯性式传感器,采纳在机器外壳安装的结构。 压电传感器这些固有特性是因为运用压电材料作为灵敏元件。传感器的震动质量块在加速度作用下发生惯性力,这个力对具有一定刚度的压电元件发生压电效应。在低于震动质量固有频率的一个频率规模内,传感器输出的电量与加速度成正比。压电加速度计的典型频率响应如下图所示。&...
2021 - 01 - 06
公司简介ME测量系统是一家中型企业,目前拥有80名员工1995年以来,ME测量系统有限公司一直是一家生产企业;并且设置传感器和评估电子设备以进行力、应变和转矩测量。作为第三个支柱,ME测量系统提供的服务包括:· 传感器的校准,· 安装应变计(DMS),· 机械和结构的远程监控。客户来自机械、汽车和电气行业的各个领域。ME测量系统有限公司的产品在医疗工程、农业机械、工程机械、纺织机械、生产设备和检验自动化等方面均得到广泛应用在“传感器与测试”交易会上,ME测量系统GmbH每年发布一次。客户包括空中客车、奥迪、轰炸机、戴姆勒、英特尔、皇冠、NASA、Tesla、保时捷、西门子、ZF。Bertrandt、Invenio、Systec、volke等著名工程公司都是客户群,以及世界各地的大学和大学诊所,还包括城市环境工程和道路建设企业,例如...

CRM 系统

Copyright ©2005 - 2013 深圳耐特恩科技有限公司

犀牛云提供企业云服务



 

 

X
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

2

MSN设置

5

电话号码管理

6

二维码管理

8

邮箱管理

在线客服