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力量传感器的原理解析

    为了解释力量传感器如何工作,我们需要了解应变片如何工作,大多数通用力传感器内部都有应变片;

    让我们来简单地了解下应变片:其作为电导体牢固地附着在基片上。当基底被拉伸时,应变片将会变长。反之被压缩时,应变片将会缩短。结果是导致应变片电阻产生变化。这就是应变测量原理,通过应变电阻产生变换来确定应变大小。为了生产力传感器,除了应变片外还需要一个弹性体 - 例如采用不锈钢等。应变片将牢固地黏贴在弹性体上。

我们采用弹性体最简单的形式 - 钢圆柱体来进行说明。


如果应变片被压缩,其电阻(Ω)会下降,如果拉伸,则电阻增加。 


如果应变片被压缩,其电阻(Ω)会下降,如果拉伸,则电阻增加。

图中为惠斯通电桥,四个应变片组成一个 “环”。

    图中显示的四个应变片组成惠斯通电桥。由于应变片牢固地黏贴在弹性体上,因此应变片将产生和弹性体一样的变形,这将导致电阻产生变化。惠斯通电桥输出信号将提供这些变形信息。这样就可以计算出作用在应变片上的力的大小。这就是力传感器的工作原理。

    最重要的是,由于应变片牢固地黏贴在弹性体上,因此应变片将产生和弹性体一样的变形,这将导致电阻产生变化。惠斯通电桥输出信号将提供这些变形信息。这样就可以计算出作用在应变片上的力的大小。这就是力传感器的工作原理。

以上内容摘自HBM传感器:https://www.hbm.com/cn/6697/how-does-a-force-transducer-actually-work/


    除通用性应变片式力量传感器外,还有一种压电式的力量传感器,通常情况下使用较少。应变片式力量传感器输出信号为mV级信号,输出信号一般为0.5mV/V-3mV/V,而压电式力量传感器的输出信号为pC,电荷信号输出。



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