应变式力传感器的构成及工作原理

CHANBAEK 2023-12-27 5637

描述

应变式压力传感器是一种利用弹性敏感元件和应变计将被测压力转换为相应电阻值变化的压力传感器。这种传感器的应用非常广泛，从极小到很大的动、静态力的测量都可以应对，其测量精度也相当高，使用量约占压力力传感器总量的90％左右。

根据弹性敏感元件结构的不同，应变式压力传感器大致可分为应变管式、膜片式、应变梁式和组合式4种。应变管式也称应变筒式，是其中的一种常见类型。此外，应变元件也可以根据制作材料的不同，分为金属和半导体两大类。

在优点方面，应变式压力传感器具有测量精度高、稳定性好、可靠性高、使用寿命长等优点。然而，它也存在一些缺点，如灵敏度低、线性差、温度漂移大等。因此在使用过程中需要注意这些问题，以充分发挥其优势。

下面小编给大家简单介绍一下关于应变式力传感器的构成、工作原理及应用电路。

01应变式力传感器的构成及工作原理

应变式力传感器有时也称为应变式称重传感器（Loadcell）。

在所有力传感器中，应变式力传感器应用最为广泛，其使用量约占力传感器总量的90％左右。

它能应用于从极小（0-0.1N）到很大（100t）的动、静态力的测量，且测量精度高。

压力传感器

称重传感器内部结构示意图：主要由弹性体，应变片，电路板，加载按钮等组成。

应变式力传感器是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成，应变片在电路中充当电阻。

工作时，应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变，此应变作用于应变片上，导致其电阻的变化，电阻变化会在系统中产生输出电压，从而测出力的大小。

02应变式力传感器的应用电路

应变片式压力传感器由于用途和压力量程等的差异，故销售产品有各种各样的结构。例如，隔膜型构造的产品，感受压力的膜片上粘贴应变片，检测压力使阻值发生变化。实际压力传感器是由应变片连成的惠斯登电桥，如图1所示，其中加入了各种补偿电阻。R1-R4是应变片电阻，通常为350调整电桥平衡电阻，它是零位温度特性的补偿电阻，通常小于1。为补偿灵敏度温度特加入的。为调整额定输出的电阻，通常为数K。为输入电阻值调整用压力传感器进行测量和控制压力，电桥的输出电压仅为MV级，难以直接使用，需设计一个信号调理电路对传感器信号进行处理放大。信号处理放大电路如图形控制所示。

压力传感器

应变式压力传感器是一种广泛应用的传感器，主要用于测量各种动态和静态力，包括从极小到很大的压力范围。这种传感器通常用于测量较大的压力，如管道内部压力、内燃机燃气的压力、压差和喷射压力等。同时，应变式压力传感器也广泛应用于发动机和导弹试验中的脉动压力测量，以及各种领域中的流体压力测量。

此外，应变式压力传感器在许多工业自控环境中都有应用，如水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶等领域。

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