應(yīng)變式力傳感器的構(gòu)成及工作原理

應(yīng)變式壓力傳感器是一種利用彈性敏感元件和應(yīng)變計(jì)將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電阻值變化的壓力傳感器。這種傳感器的應(yīng)用非常廣泛，從極小到很大的動(dòng)、靜態(tài)力的測(cè)量都可以應(yīng)對(duì)，其測(cè)量精度也相當(dāng)高，使用量約占?jí)毫α鞲衅骺偭康?0％左右。

根據(jù)彈性敏感元件結(jié)構(gòu)的不同，應(yīng)變式壓力傳感器大致可分為應(yīng)變管式、膜片式、應(yīng)變梁式和組合式4種。應(yīng)變管式也稱應(yīng)變筒式，是其中的一種常見類型。此外，應(yīng)變?cè)部梢愿鶕?jù)制作材料的不同，分為金屬和半導(dǎo)體兩大類。

在優(yōu)點(diǎn)方面，應(yīng)變式壓力傳感器具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。然而，它也存在一些缺點(diǎn)，如靈敏度低、線性差、溫度漂移大等。因此在使用過程中需要注意這些問題，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

下面小編給大家簡單介紹一下關(guān)于應(yīng)變式力傳感器的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用電路。

01應(yīng)變式力傳感器的構(gòu)成及工作原理

應(yīng)變式力傳感器有時(shí)也稱為應(yīng)變式稱重傳感器（Loadcell）。

在所有力傳感器中，應(yīng)變式力傳感器應(yīng)用最為廣泛，其使用量約占力傳感器總量的90％左右。

它能應(yīng)用于從極?。?-0.1N）到很大（100t）的動(dòng)、靜態(tài)力的測(cè)量，且測(cè)量精度高。

稱重傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖：主要由彈性體，應(yīng)變片，電路板，加載按鈕等組成。

應(yīng)變式力傳感器是由彈性敏感元件和貼在其上的應(yīng)變片組成，應(yīng)變片在電路中充當(dāng)電阻。

工作時(shí)，應(yīng)變式力傳感器首先把被測(cè)力轉(zhuǎn)變成彈性元件的應(yīng)變，此應(yīng)變作用于應(yīng)變片上，導(dǎo)致其電阻的變化，電阻變化會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生輸出電壓，從而測(cè)出力的大小。

02應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用電路

應(yīng)變片式壓力傳感器由于用途和壓力量程等的差異，故銷售產(chǎn)品有各種各樣的結(jié)構(gòu)。例如，隔膜型構(gòu)造的產(chǎn)品，感受壓力的膜片上粘貼應(yīng)變片，檢測(cè)壓力使阻值發(fā)生變化。實(shí)際壓力傳感器是由應(yīng)變片連成的惠斯登電橋，如圖1所示，其中加入了各種補(bǔ)償電阻。R1-R4是應(yīng)變片電阻，通常為350調(diào)整電橋平衡電阻，它是零位溫度特性的補(bǔ)償電阻，通常小于1。為補(bǔ)償靈敏度溫度特加入的。為調(diào)整額定輸出的電阻，通常為數(shù)K。為輸入電阻值調(diào)整用壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量和控制壓力，電橋的輸出電壓僅為MV級(jí)，難以直接使用，需設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理放大。信號(hào)處理放大電路如圖形控制所示。

應(yīng)變式壓力傳感器是一種廣泛應(yīng)用的傳感器，主要用于測(cè)量各種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)力，包括從極小到很大的壓力范圍。這種傳感器通常用于測(cè)量較大的壓力，如管道內(nèi)部壓力、內(nèi)燃機(jī)燃?xì)獾膲毫Α翰詈蛧娚鋲毫Φ?。同時(shí)，應(yīng)變式壓力傳感器也廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)彈試驗(yàn)中的脈動(dòng)壓力測(cè)量，以及各種領(lǐng)域中的流體壓力測(cè)量。

此外，應(yīng)變式壓力傳感器在許多工業(yè)自控環(huán)境中都有應(yīng)用，如水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶等領(lǐng)域。