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應變式測力傳感器的工作原理和總體結構決定了,在生產工藝流程中有些工序必須手工操作,人為的因素對測力傳感器的質量影響較大,因此必須制訂科學合理并可重復的制造工藝流程,并在其中增加電子計算機控制的自動化或半自動化工序,盡量減少人為因素對產品質量的影響。觸力傳感器根據(jù)埋入硅片的壓電電阻,在其受到任何外力而撓曲時,其電阻會增加的原理工作,該傳感器通過不銹鋼球,將施加的力直接集中到硅-傳感元件上,電阻值的變化是隨施加力的大小而成比例的變化,電路電阻的變化致使mV輸出電平也作相應的變化。
防護與密封是測力傳感器制造工藝流程中的要害工序,是測力傳感器耐受客觀環(huán)境和感應環(huán)境影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障,如果防護密封不良,粘貼在彈性元件上的電阻應變計及應變粘結劑膠層,都會吸收空氣中的水分而產生增塑,造成粘結強度和剛度下降,引起零點漂移和輸出無規(guī)律變化,直至測力傳感器失效。測力傳感器電阻應變計應具有至佳性能,要求靈敏系數(shù)安穩(wěn)性好,熱輸出小,機械滯后和蠕變小,應變量為1000×10-6時疲憊壽數(shù)可達108,電阻值偏差小,批次質量均一性好等,應變粘結劑應具有粘結強度大,抗剪強度高,彈性模量較大且安穩(wěn)。
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當被測物理量為荷重或力的應變式傳感器時,統(tǒng)稱為應變式力傳感器,其主要用途是作為各種電子稱與材料試驗機的測力元件、發(fā)動機的推力測試、水壩壩體承載狀況監(jiān)測等,是一種利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器。
應變式力傳感器要求有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,當傳感器在受到側向作用力或力的作用點少量變化時,不應對輸出有明顯的影響,常見的有絲式電阻應變片和箔式電阻應變片兩種。
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輪輻式力傳感器的基本原理因為它的樣子長得象一個含有輻條的車轱轆,人們稱作輪輻式傳感器,以其基本概念是測量切應力,故也稱作為切應力傳感器,又因為它的高度很低,因此海外也稱為低外觀設計傳感器。
輪輻式力傳感器的突顯優(yōu)勢:高度低、線性好、抗軸力荷載及側面力工作能力強等一系列優(yōu)勢,它既可用以測量工作壓力,也可用以測量抗拉力,因而非常適用秤重和測力的用處。
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