有許多物理定律是建立在力的概念上的,力作用于質(zhì)量為m的物體時(shí),會(huì)改變物體的速度。有許多與力有關(guān)的概念,如推力、阻力和扭力,當(dāng)應(yīng)用于一個(gè)物體時(shí),推力會(huì)增加物體的速度,而阻力會(huì)降低速度,扭矩會(huì)引起物體轉(zhuǎn)速的變化。當(dāng)物體中的力平衡分布時(shí),就看不到加速度。隨著技術(shù)的進(jìn)步,人們引入了一種有助于監(jiān)測力的傳感器,即力傳感器。我們來看看力傳感器的工作原理與應(yīng)用。
富蘭克林爵士在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn),一些材料在受到外力作用時(shí),會(huì)改變其電阻值,這些材料被稱為力敏電阻器。這些材料被用來制造一個(gè)可以測量力的傳感器。力傳感器是一種有助于測量施加于物體的力的傳感器,通過觀察力敏電阻器電阻值的變化量,可以計(jì)算出施加的力。

力傳感器的一般工作原理是對所施加的力作出響應(yīng),并將力值轉(zhuǎn)換成可測量的量。市場上有各種基于各種傳感元件的力傳感器,大多數(shù)力傳感器都是使用力敏電阻器設(shè)計(jì)的,這些傳感器由傳感膜和電極組成。
力敏電阻器的工作原理是基于接觸電阻的特性。力敏電阻器包含一個(gè)導(dǎo)電聚合物膜,當(dāng)力作用于其表面時(shí),該膜以可預(yù)測的方式改變其電阻,這種薄膜由排列在基質(zhì)中的導(dǎo)電和非導(dǎo)電微粒組成,尺寸為亞微米。當(dāng)力作用于薄膜表面時(shí),微粒接觸到傳感器電極,改變了薄膜的電阻,電阻值的變化量給出了所施加力的測量值。
為了提高力敏電阻器的性能,人們正在通過多種不同的方法進(jìn)行各種努力,例如,為了盡量減小聚合物的漂移,正在測試各種電極結(jié)構(gòu),通過用碳納米管等新材料代替聚合物,用傳感器進(jìn)行測試等。
力傳感器的主要用途是測量施加的力。有各種類型和尺寸的力傳感器可用于不同類型的應(yīng)用。使用力感電阻器的力傳感器的一些應(yīng)用包括開關(guān)按鍵測試,各種插拔力測試、注塑、機(jī)器人抓取、壓入、汽車壓裝、自動(dòng)化組裝、3C產(chǎn)品測試、新能源產(chǎn)品組裝、醫(yī)療檢測、模具組裝等等。

應(yīng)變式力傳感器是一種力傳感器,與其他力傳感器相比,具有力敏電阻的力傳感器具有體積小、成本低、抗沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)。由于體積小,它們被用于便攜式電子設(shè)備和增強(qiáng)的移動(dòng)交互。 電阻應(yīng)變式力傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類,金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。
滄正力傳感器為電阻應(yīng)變片式,主要由彈性體、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。
應(yīng)變片式壓力傳感器測量原理:當(dāng)壓力傳感器彈性體在外力的作用下產(chǎn)生形變,附著于彈性體上的電阻應(yīng)變片隨即彎曲,電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化,再經(jīng)測量電路將阻值變化轉(zhuǎn)換為電信號(一般為毫伏信號)。
彈性體:彈性體即壓力傳感器外殼,主要材質(zhì)有鋁合金、合金鋼、不銹鋼。
電阻應(yīng)變片:電阻應(yīng)變片壓力是傳感器最重要的組成部分,常用的應(yīng)變片基材采用高分子薄膜材料,應(yīng)變材質(zhì)通常為高純度康銅 。電阻應(yīng)變片通過脫水粘貼在彈性體上,彈性體受力形變,應(yīng)變片隨即跟著形變,從而改變電阻值。
測量電路:通過惠斯登電橋把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)楹练盘栞敵觥?/span>
傳輸電纜:4芯屏蔽電纜,滄正壓力傳感器為紅黑綠白四線,紅:電源+,黑:電源-;綠:信號+,白:信號-。
滄正力傳感器主要分為壓式測力傳感器,拉壓雙向測力傳感器,扭矩扭力傳感器,多維力傳感器等。選型時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場使用要求選用合適的力傳感器。具體請見滄正傳感http://www.neohoutdoors.com