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压磁式力传感器的测力原理

来源:http://www.ligentcn.com/news/1082.html发布时间:2018-09-14

压磁式力传感器的测力原理:测力传感器在大家的工业区的当中使用非常的常见,目前很多企业都比较重视测力传感器的安装,接下来,小编带领大家看看永利集团5454手机版的销售工程师如何先容压磁式力传感器的测力原理呢?希翼可以帮助到您,感谢您支撑【永利集团5454手机版】。

力的测量原理

通过对机械零件和机械结构的力、扭矩和压力的测量,可以分析其受力状况和工作状态,验证设计计算,确定工作过程和某些物理现象的机理。对设备的安全运行、自动控制及设计理论的发展等都有重要引导作用。

力的测量方法可以归纳为利用力的静力效应和动力效应两种。

10.1.1应力、应变的测量

常用的力测量方法是用应变片和应变仪测量构件的表面应变,根据应变和应力、力之间的关系,确定构件的受力状态。

应变仪采用交流电桥时,输出特性与直流电桥(直流电桥的输出特性)类似。

应变片的布置和电桥组接(简称布片组桥)应根据被测量和被测对象受力分布来确定。还应利用适当的布片组桥方式消除温度变化和复合载荷作用的影响。

测量拉伸(压缩)应变时要采用适当的布片组桥方式,以便达到温度补偿(测轴向拉(压)时的温度补偿)、消除弯矩影响(用双工作片消除温度的影响)和提高测量灵敏度(用四工作片提高测量的灵敏度)的目的。

常用应力测量的布片和组桥方式:

当试件受到弯矩作用时,其上、下表面会分别产生拉应变或压应变。可通过应变测量求得弯矩,布片接桥时要注意利用电桥特性,在输出中保留弯应变的影响,消除轴向拉、压力产生的应变成分。

2 电阻应变式测力装置

其它测力传感器

1. 电容式力传感器

其特点是结构简单,灵敏度高,动态响应快,但是由于电荷泄漏难于避免,不适宜静态力的测量 (电容式力传感器的结构原理)。

2. 压电式力传感器

前面章节先容过压电式传感器的原理和压电式振动加速度传感器,测力传感器的结构类似。其特点是体积小,动态响应快,但是也存在电荷泄漏,不适宜静态力的测量。使用中应防止承受横向力和施加予紧力。

3. 压磁式测力装置

其特点是硅钢材料受力面加大后,可以测量数千吨的力,且输出电势较大,甚至只需滤波整

流,无需放大处理。常用于大型轧钢机的轧制力测量。使用中应防止因侧向力干扰而破坏硅钢的叠片结构(压磁式测力装置的工作原理)。

4. 差动变压器式测力传感器

其特点是工作温度范围较宽,为了减小横向力或偏心力的影响,传感器的高径比应较小。(差动变压器式测力传感器的工作原理)

电容式力传感器

在矩形的特殊弹性元件上,加工若干个贯通的圆孔,每个圆孔内固定两个端面平行的丁字形电极,每个电极上贴有铜箔,构成由多个平行板电容器并联组成的测量电路。在力F作用下,弹性元件变形使极板间矩发生变化,从而改变电容量,如左图(电容式力传感器)所示。

柱式传感器

压磁式测力装置的原理

某些铁磁材料受到外力作用时,引起导磁率变化现象,称作压磁效应。其逆效应称作磁致伸缩效应。硅钢受压缩时,其导磁率沿应力方向下降,而沿应力的垂向增加;在受拉伸时,导磁率变化正好相反。如果在硅钢叠片上开有4个对称的通孔,孔中分别绕有互相垂直的两个线圈,如左图(图压磁元件工作原理)所示,一个线圈为励磁绕组,另一个为测量绕组。无外力作用时,磁力线不和测量绕组交链,测量绕组不产生感应电势。当受外力作用时,磁力线分布发生变化,部份磁力线和测量绕组交链,并在绕组中产生感应电势,且作用力愈大,感应电势愈大。

测量力时可以直接在被测对象上布片组桥,也可以在弹性元件上布片组桥,使力通过弹性元件传到应变片。常用的弹性元件有柱式、梁式、环式、轮辐等多种形式。

柱式弹性元件通过柱式弹性元件表面的拉(压)变形测力。应变片的粘贴和电桥的连接应尽可能消除偏心和弯矩的影响,一般将应变片对称地贴在应力均匀的圆柱表面中部。柱式力传感器可以测量0.1~3000吨的载荷,常用于大型轧钢设备的轧制力测量。

梁式弹性元件类型有等截面梁、等强度梁和双端固定梁等,通过梁的弯曲变形测力,结构简单,灵敏度较高。

环式弹性元件分为圆环式和八角环式。它也是通过元件的弯曲变形测力,结构较紧凑。实际应用如切削测力仪。

轮辐式弹性元件轮幅式弹性元件受力状态可分为拉压、弯曲和剪切。前两类测力弹性元件经常采用,精度和稳定性已达到一定水平,但是安装条件变化或受力点移动,会引起难于估计的误差。剪切受力的弹性元件具有对加载方式不敏感、抗偏载、侧向稳定、外形矮等特点。

温馨提示:通过以上的内容相信大家对压磁式力传感器的测力原理了一定的了解,如果您对力的测量原理还有什么疑问?您可以通过大家的热线电话或者在线进行咨询,大家会在第一时间与您取得联系,感谢您的支撑!!!

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上海工博会 开展时间:2018年.9月.19日-23日 展位号6.1H D154 地点:国家会展中心


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