应变片可分为金属式和半导体式两大类:1)金属式:丝式、箔式、薄膜式;2)半 导体式:薄膜式、扩散式。根据基底材料不同又可分为纸基、胶基和金属片基等。 丝式应变片:将直径 0.015~0.05mm、长度 0.2~200mm 范围的金属丝,形状弯曲后,用粘合剂粘贴在基底上而成。电阻丝两端焊有引出线,使用时只 要将应变片贴于被测弹性体上,就可构成应变式传感器。 箔式应变片:它的敏感栅是通过光刻、腐蚀1732E-8CFGM8R 等工艺制成。箔栅厚度一般在 3μ m 至 10μm 之间。与丝式应变片相比,箔式应变片表面积大,散热性好,允许 通过较大的电流。由于箔式应变片很薄,因此具有较好的可挠性,灵敏度系数 较高。箔式应变片还可以根据需要制成任意形状,适合批量生产。 金属薄膜应变片:采用真空蒸镀或溅射等方法,在薄的基底材料上制成一层金 属电阻材料薄膜,然后用蚀刻技术制成各种形状的栅,以形成应变片。薄膜厚 度比箔栅还要薄,一般在 0.1μm 以下,其灵敏系数比箔式还要高,允许电流 密度大,工作温度范围较广。
2) 弹性体
1732E-8CFGM8R 按照弹性体的形状,可分为横梁结构和平行结构。
横梁结构:该结构的特点是一个形状像横杆的弹性元件,应变片放置在横梁和柔性 支撑横梁上。外圈通常通过施加在内圈上的外力保持固定,从而导致变形。 横梁结构紧凑,由于其整体结构提供了高刚度,但受到耦合效应的影响,制造起来 具有挑战性。而且横梁结构的弹性体设计同样具备挑战性。这种结构传感器重复性 较差,刚度和灵敏度达不到最优。另外该结构不具备过载保护能力,不适合重载工 况和瞬间冲载荷高的工作环境。 平行结构:该结构是由一个上部平台和一个下部固定底座组成,由六个或多个带有 球形接头的四肢连接。 与横梁结构相比,并联结构基于运动学和几何学解析找到柔度矩阵。
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2.1.3. 产品种类
1732E-8CFGM8R 力传感器的分类通常基于其工作原理、测量类型、输出信号、测力维数类型等因素。 工作原理:根据工作应用的物理原理的不同,分为应变式、压电式、电磁式、 光纤式、容量式等。 测量类型:可以分为压力传感器、拉力传感器、扭矩传感器等。 输出信号:可以分为模拟输出力传感器和数字输出力传感器。测力维数:可以分为一至六维传感器,其中一维、三维和六维力传感器较为常 用。 我们在这里重点介绍常用的应变式传感器和六维力传感器。
1) 应变式传感器
定义:核心零件是应变片,应变片通常由一薄薄的金属片或金属膜组成,能够精确 地测量弹性体的微小变形。它通常被粘贴在弹性体的表面上,当弹性体发生变形时, 应变片的电阻值会发生变化。
1732E-8CFGM8R 相较于其他传感器,应变片式因其精度高、宽量程以及快速响应等特点而被广泛采 用,目前主要应用于各种工业和实验应用,例如桥梁和建筑物的结构监测,和机器 部件的力学测试。 高精度: 应变片式压力传感器具有高度灵敏的测量能力,能够提供精确的压力 测量结果。其可靠性和稳定性使其成为需要高精度测量的应用的理想选择。 宽量程: 应变片式压力传感器可根据具体应用的需要进行定制,具备较宽的压 力量程范围。它可以适应从微小压力到高压力的广泛测量范围,满足不同应用 的需求。 耐用性: 应变片式压力传感器通常采用高强度和耐腐蚀的材料制成,具备较高 的耐久性和可靠性。它们能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行,并具有较 长的使用寿命。 快速响应: 由于其结构简单、质量轻巧,应变片式压力传感器能够实现快速响 应。它对于快速变化的压力信号具有良好的捕捉能力,适用于需要实时响应和 控制的应用。 良好的线性性能: 应变片式压力传感器在一定范围内表现出较好的线性响应特 性,使得其输出信号与输入压力之间存在良好的线性关系。这对于进行精确的 压力测量和数据分析非常重要。
2) 六维力矩传感器
1732E-8CFGM8R 定义:能够同时测量三个正交方向上的力(Fx, Fy, Fz)和三个绕这些轴的力矩(Mx, My, Mz),可以理解为测量物体在三维空间中的三个平移度量(X、Y、Z 轴上的移 动)和三个旋转度量(绕 X、Y、Z 轴的旋转)的传感器。它可以测量一个物体在空 间中的所有可能运动,包括平移和旋转,因此也被称为六自由度(6-DOF)传感器。 六维力传感器采用了先进的解耦算法,能够有效且精确地修正三个方向上的力和弯 矩之间的耦合误差。由于能够消除弯矩对力测量的干扰,这使得六维力传感器在力 的测量准确性方面,远超三维力传感器。