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力传感器在工程机械领域的原理及应用

时间:2021-09-14 点击次数:

        力传感器作为工程机械中不可缺少的核心安全部件,是决定整个系统精度和可靠性的关键基础部件,甚至是整个力控系统的心脏,其精度、稳定性和可靠性直接影响到测量系统的测量性能。

其中,通用力传感器力传感器中使用的敏感元件大多是应变片,作为电导体牢固附着在基础上。当基础被拉伸时,应变片会变长。相反,压缩时,应变片会缩短。因此,应变片电阻发生了变化。这是应变测量原理,应变电阻的变化是通过应变电阻的变化来确定的。

惠斯通电桥由四个应变片组成。由于应变片牢固附着在弹性体上,应变片会产生与弹性体相同的变形,导致电阻发生变化。惠斯通电桥的输出信号将提供这些变形信息。这样就可以计算应变片的力,这就是力传感器的工作原理。

目前,力传感器已广泛应用于现代科学技术和社会生产。如测力传感器、扭矩传感器、多维力传感器等机械传感器,广泛应用于工程机械、农业机械、高空作业车辆、工业机器人、特种车辆等高标准机械设备。

具体来说,力传感器可以将传感器与温度、压力、角度、加速度、振动等物理量集成在一起,使用户能够通过有线、无线、总线传输模式直接读取或使用力值等物理量值的变化,为高端机械设备的应用提供全面的安全保障。

以农业机械为例,近年来黑龙江农垦系统引进的各种拖拉机配备了不同类型的力传感器。在力调节、位调节和综合力调节方面,力传感器直接监视和控制,充分展示了机械运转中的先进性和驾驶员操作的便利性。

简单地说,测力传感器可以被测非电转换为电输出,主要由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。当前,在工程机械领域,广泛使用的测力传感器是电阻应变片测力传感器,简称电阻测力传感器。电阻器内部的测力传感器,通常是桥式电路。电阻器作为转换元件,其变化最终以信号的形式输出。

由于电阻测力传感器结构简单、线性和稳定性好、输出精度高,在实践中越来越受到重视。它使用的敏感元件是弹性测试元件,主体是弹性体。其中,弹性体的结构形状和相关尺寸对力传感器的性能有很大影响。

测力传感器的主要用途是感知物体的重量、张力、张力或扭矩,并将信号传输给控制器,以便根据预设值设备响应后续动作。

例如,安装在旋转挖掘机上的销轴力传感器是一种测力传感器,其主要功能是保护钻杆接触底部,防止钢丝绳因过度提升和过度加压而断绳。简而言之,旋转挖掘机打桩时,钻杆接触底部或打桩压力过大,测力传感器会将力值的变化反馈给控制器进行判断,从而控制钻机的提升、收放或停止钻机工作,防止安全事故和设备损坏。

国产传感器市场与未来:目前,中国机械工业存在着大而不强、自主创新能力弱、核心技术和重要部件对外依赖度高等问题。目前力传感器技术与国外技术仍有很大差距,欧美微型和多维智能传感器水平远远超过中国。这是因为,国内的力传感器行业整体需求规模小、多样化,品牌公司也还不多。但是也有一些力传感器厂家是发展的比较不错的,如:深圳市力准传感技术有限公司就是一家具有36年发展历史的力传感器研发设计生产厂家,在国内也是比较知名的,目标客户辐射全国甚至海外,同类型产品完全可替换国外产品,其中有多个品种的称重、测力、压力、扭矩传感器、放大器、显示仪表等千余款产品。如您刚好有需求,可立即联系力准传感咨询订购。

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