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测力传感器的基本原理及主要应用

发布时间:2021-08-02 点击量:44
   测力传感器的内部电路一般是桥式电路。电阻作为转换元件,电阻阻值的变化最终以信号的形式输出。因其具有结构简单、线性和稳定性好、输出精度高等特点,在实际中越来越受到重视。其采用的敏感元件是弹性测试元件,主体就是一个弹性体。其中弹性体的结构形状与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。
  如果测力传感器的弹性体设计不合理,无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好,测力传感器都难以达到较高的测力性能。因此,在测力传感器的选择过程中,弹性体的结构型式至关重要。
  弹性体的设计基本属于机械结构设计的范围,但因测力性能的需要,其结构上与普通的机械零件和构件有所不同。
  一般说来,普通的机械零件和构件只须满足在足够大的安全系数下的强度和刚度即可,对在受力条件下零件或构件上的应力分布情况不必严格要求。
  然而,对于弹性体来说,除了需要满足机械强度和刚度要求以外,必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位(贴片部位)的应力(应变)与弹性体承受的载荷(被测力)保持严格的对应关系;同时为了提高测力传感器测力的灵敏度,还应使贴片部位达到较高的应力(应变)水平。
  测力传感器在新材料、新工艺和新技术上的开发应用:
  半导体材料在敏感技术中占有较大的技术优势,半导体传感器不仅灵敏度高、响应速度快、体积小、质量轻,而且便于集成化,仍将占有主要地位。以一定化学成分、经过成型及烧结的功能陶瓷材料,其主要特点是耐热性,在敏感技术的发展中具有很大的潜力;同时将半导体的精密细微加工技术、静电封接技术等应用在传感器的制造中,可大大提高传感器的性能指标。
  测力传感器采用集成加工技术,将传感器的各部分制作在同一个芯片上,从而使传感器具有了体积小、质量轻、生产自动化程度高、制造成本低、稳定性和可靠性高、安装调试时间短等优点。
  使用电子扫描技术,将多个传感器单元做在一起,就可以研究多维空间的问题,如CT技术等;智能化传感器还能将数据的采集、存储、处理等一体化,从而实现其多功能化。
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