推拉力計(jì)傳感器工作原理
為了解釋力傳感器是如何工作的,,我們首先必須回答一個(gè)問(wèn)題:應(yīng)變片是如何工作的,?對(duì)于大多數(shù)常見(jiàn)的力傳感器來(lái)說(shuō),,它們的內(nèi)部都有應(yīng)變片,。
讓我們簡(jiǎn)單地回避一下工作原理,,仔細(xì)看一下應(yīng)變片:它們是以彎曲的形式牢固地連接在薄膜上的導(dǎo)線,,當(dāng)薄膜承受拉力時(shí),,導(dǎo)體-會(huì)變長(zhǎng)。當(dāng)它收縮時(shí),,導(dǎo)體會(huì)變短,。這導(dǎo)致了導(dǎo)體電阻的變化,在此基礎(chǔ)上,,我們可以確定應(yīng)變,,因?yàn)殡娮柙谟袘?yīng)變時(shí)增加,在有收縮時(shí)減小,。生產(chǎn)一個(gè)傳感器,除了應(yīng)變片,你還需要一個(gè)彈性元件,例如,用鋼做的基本.薄膜上的導(dǎo)體,,與這個(gè)彈簧元件牢固地結(jié)合在一起。
作為彈性形變簡(jiǎn)單的形式,,我們可以想像出在力的影響下,彈性基體要么被拉長(zhǎng)要么被收縮,在這里我們不考慮其它的力,例如側(cè)向力.作用在基體上的力,導(dǎo)致應(yīng)變,而應(yīng)變也意味著收縮,因?yàn)閺奈锢韺W(xué)的角度來(lái)看,,這是負(fù)應(yīng)變。
如果基體收縮,,它會(huì)變短,,但也會(huì)變厚,當(dāng)它被縱向拉的時(shí)候,它也會(huì)變薄一些它的薄厚取決于鋼的基本質(zhì)量.很明顯,,如果鋼體很大,,需要更高的力才能收縮到給定的尺寸,,而不是非常薄的尺寸。事實(shí)在為不同目的建造力傳感器時(shí)是有幫助的較大的傳感器用于建造大負(fù)載,較小的傳感器用于建造小負(fù)載.
當(dāng)應(yīng)變片壓縮時(shí)阻值(?)變小,拉伸時(shí)阻值變大.
力傳感器上通常包含四個(gè)SGs,在威斯特通橋電路中形成一個(gè)環(huán),我們將不在這里詳細(xì)解釋這個(gè)問(wèn)題重要的是SGs牢固地附著在基體上,因此也會(huì)發(fā)生同樣的變形,當(dāng)鋼變形時(shí),,應(yīng)變片的電阻會(huì)發(fā)生變化,,如上所述。來(lái)自橋電路的輸出信號(hào)提供了關(guān)于這種變形有多大的信息,。由此,,我們可以計(jì)算作用在SG上的力。力傳感器就是這樣工作的.
從數(shù)學(xué)的角度看,,力傳感器的作用*是基于線性關(guān)系的原理,,因此,力與機(jī)械應(yīng)力成正比(σ=小西格瑪),,σ與應(yīng)變成正比,。電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比。后,,威斯特通橋的輸出信號(hào)與SG電阻的相對(duì)變化成線性關(guān)系,。