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力傳感器的基本原理
點擊次數(shù):2889 更新時間:2018-07-04

 

 

力傳感器是一種將力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵龅碾娮釉a(chǎn)品具有性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高等優(yōu)點。力傳感器的產(chǎn)品種類眾多,下面介紹一下力傳感器的常用產(chǎn)品類型。

應(yīng)變管式

在筒壁上貼有2片或4片應(yīng)變片,其中一半貼在實心部分作為溫度補償片,另一半作為測量應(yīng)變片。當(dāng)沒有壓力時 4片應(yīng)變片組成平衡的全橋式電路,當(dāng)壓力作用于內(nèi)腔時,圓筒變形成“腰鼓形”,使電橋失去平衡,輸出與壓力成一定關(guān)系的電壓。這種傳感器還可以利用活塞將被測壓力轉(zhuǎn)換為力傳遞到應(yīng)變筒上或通過垂鏈形狀的膜片傳遞被測壓力。應(yīng)變管式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、適用性強,在火箭彈、炮彈和火炮的動態(tài)壓力測量方面有廣泛應(yīng)用。

膜片式

它的彈性敏感元件為周邊固定圓形金屬平膜片。膜片受壓力變形時,中心處徑向應(yīng)變和切向應(yīng)變均達到正的大值,而邊緣處徑向應(yīng)變達到負的大值,切向應(yīng)變?yōu)榱?。因此常把兩個應(yīng)變片分別貼在正負大應(yīng)變處,并接成相鄰橋臂的半橋電路以獲得較大靈敏度和溫度補償作用。采用圓形箔式應(yīng)變計(見電阻應(yīng)變計)則能大限度地利用膜片的應(yīng)變效果。這種傳感器的非線性較顯著。膜片式壓力傳感器的新產(chǎn)品是將彈性敏感元件和應(yīng)變片的作用集于單晶硅膜片一身,即采用集成電路工藝在單晶硅膜片上擴散制作電阻條,并采用周邊固定結(jié)構(gòu)制成的固態(tài)壓力傳感器(見壓阻式傳感器)。

應(yīng)變梁式

測量較小壓力時,可采用固定梁或等強度梁的結(jié)構(gòu)。一種方法是用膜片把壓力轉(zhuǎn)換為力再通過傳力桿傳遞給應(yīng)變梁。圖3中兩端固定梁的大應(yīng)變處在梁的兩端和中點,應(yīng)變片就貼在這些地方。這種結(jié)構(gòu)還有其他形式,例如可采用懸梁與膜片或波紋管構(gòu)成。

組合式

在組合式應(yīng)變壓力傳感器中,彈性敏感元件可分為感受元件和彈性應(yīng)變元件。感受元件把壓力轉(zhuǎn)換為力傳遞到彈性應(yīng)變元件應(yīng)變敏感的部位,而應(yīng)變片則貼在彈性應(yīng)變元件的大應(yīng)變處。實際上較復(fù)雜的應(yīng)變管式和應(yīng)變梁式都屬于這種型式。感受元件有膜片、膜盒、波紋管、波登管等,彈性應(yīng)變元件有懸臂梁、固定梁、Π形梁、 環(huán)形梁、薄壁筒等。它們之間可根據(jù)不同需要組合成多種型式。 應(yīng)變式壓力傳感器主要用來測量流動介質(zhì)動態(tài)或靜態(tài)壓力,例如動力管道設(shè)備的進出口氣體或液體的壓力、內(nèi)燃機管道壓力等等。

 

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