测力传感器的原理与组成材料

测力传感器的原理与组成材料

由一个或多个能在受力后产生形变的弹性体，和能感应这个形变量的电阻应变片组成的电桥电路（如惠斯登电桥），以及能把电阻应变片固定粘贴在弹性体上并能传导应变量的粘合剂和保护电子电路的密封胶等三大部分组成测力传感器。

中文名：测力传感器
材质：铝合金、合金钢及不锈钢 
材质特点：形变一致及形变恢复，防腐性能
影响因素：弹性体的蠕变及传感器温度

工作过程

在受到外力作用后，粘贴在弹性体的应变片随之产生形变引起电阻变化，电阻变化使组成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号。

材料

弹性体的材料

测力传感器弹性体材料，一般选用金属材质，可选用的材质大部分为铝合金材质、合金钢材质及不锈钢材质。合金材质既有刚度保证形变一致及形变恢复，又有良好的耐候防腐性能。弹性体的主要要求就是能够精确传递受力信息并保持在相同受力时的形变一致性和完全复位性。

应变片及电阻元件材料

电阻应变片的组成复杂，是复合型制造产品，应变片的基材和应变铜质的组合千变万化，根据其应变要求，目前，大约有近千种产品。一般，基材采用高分子薄膜材料，应变材质为高纯度康铜。基材上的康铜通过光学处理后刻蚀不同感应形变的电阻栅丝。因此，电阻应变片的品质不仅与基材材质和复合的金属纯度有关，而且与复合工艺、刻蚀技术及工艺、刻蚀化学材料及后处理工艺和材料等等因素相关。

贴片粘合剂的材质

电阻应变片贴片用粘合剂主要采用双组分高分子环氧系列粘合剂，高分子化学产品的性能与各个组分的物理及化学指标密切相关，如纯度、分子链的结构和大小、储存时间、组分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用时间、固化时间、固化温度、助剂及百分比等因素。

密封胶的材质

在焊接技术及设备不充分的测力传感器初期阶段，均采用专用硅橡胶密封胶系列。硅橡胶具有长期化学稳定性，因此，防腐、防潮、耐老化、绝缘等各项性能优异，长期以来一直是所有密封胶的首 选产品。

测力传感器的导线材质

导线依然是测力传感器组成的一部分，测力传感器导线的金属材质，由于家庭电器的电线使用，质量差异都有切身体会。毕竟导线是桥路供电、信号输出、长线激励电压补偿的通路，镀银线肯定比铜线传导效果好，铜线肯定比铝线传导效果好，其作用不言而喻。

随着，各种高频、无线电波等越来越多的干扰，测力传感器的优良屏蔽也是保护信号稳定的重要方法。另外，环境侵蚀、虫鼠侵害、防火阻燃等也需要传感器保护层的材料防腐防虫防火防爆，甚至需要采用铠甲保护、套管防护等方法。

导线密封材料及方式

测力传感器的每个组成部分都会影响传感器最终的技术性能，一些测力传感器仅仅采用简单固定的方式避免传感器导线的移动而损伤传感器的电子电路固定，一些传导距离很短的测力传感器甚至仅仅依靠胶封固定。但较大体积、重量较大的测力传感器，如果没有适当导线固定或密封的方式，就是测力传感器最易产生故障的瓶颈。特别是加装密封头固定导线时，紧固件的材质及紧固力度也会给测力传感器的最终技术性能带来影响。观察者发现，很少有使用紧固件安装使用密封粘合剂的，这样可以避免依靠紧固力固定带来的残余应力，也不会由于紧固力不足而产生泄露的问题。