文档介绍：第3章力传感器
弹性敏感元件
电阻应变片传感器
压电传感器
电容式传感器
电感式传感器
力传感器应用实例
实训
弹性敏感元件
力是物理基本量之一,因此各种动态、静态力的大小的测量十分重要。
力的测量需要通过力传感器间接完成,力传感器是将各种力学量转换为电信号的器件。
力敏感
元件
转换
元件
显示
设备
F
图3-1 力传感器的测量示意图
弹性敏感元件
弹性敏感元件把力或压力转换成了应变或位移,然后再由传感器将应变或位移转换成电信号。
弹性敏感元件是一个非常重要的传感器部件,应具有:
良好的弹性、
足够的精度,
应保证长期使用和温度变化时的稳定性。
弹性敏感元件的特性
1. 刚度
刚度是弹性元件在外力作用下变形大小的量度,一般用k表示。
2. 灵敏度
灵敏度是指弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小,在弹性力学中称为弹性元件的柔度。它是刚度的倒数,用K表示。
3. 弹性滞后
实际的弹性元件在加\卸载的正反行程中变形曲线是不重合的,这种现象称为弹性滞后现象,它会给测量带来误差。
4. 弹性后效
当载荷从某一数值变化到另一数值时,弹性元件变形不是立即完成相应的变形,而是经一定的时间间隔逐渐完成变形的,这种现象称为弹性后效。
5. 固有振荡频率
弹性敏感元件都有自己的固有振荡频率f0,它将影响传感器的动态特性。
传感器的工作频率应避开弹性敏感元件的固有振荡频率。
往往希望f0较高。
弹性敏感元件的分类
弹性敏感元件在形式上可分为两大类:
变换力的弹性敏感元件。
变换压力的弹性敏感元件。
这类弹性敏感元件如图3-2所示。有:
(1)等截面圆柱式(2)圆环式
(3)等截面薄板式(4)悬臂梁式
(5)扭转轴
图3-2 一些变换力的弹性敏感元件形状
2 .变换压力的弹性敏感元件
(1)弹簧管
图3-3 弹簧管的结构