設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊:力傳感器的工作原理及類型
什么是力傳感器? 力傳感器是一種廣泛應(yīng)用的傳感器。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。設(shè)備故障診斷系統(tǒng)具有緩變信號(hào)(如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、流量等)與動(dòng)態(tài)信號(hào)(如振動(dòng)信號(hào))的數(shù)據(jù)融合處理功能;具有黑匣子記錄功能;系統(tǒng)滿足車輛振動(dòng)沖擊環(huán)境下的使用要求。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)分析范圍20KHz;緩變信號(hào)通道不少于32路,16位精度,動(dòng)態(tài)信號(hào)通道不少于4路,102.4kS/s;系統(tǒng)變攜,可以自帶電源連續(xù)工作4小時(shí)。 它是生產(chǎn)過程自動(dòng)測試的重要組成部分。 它有多種,如力直接轉(zhuǎn)化為電,如壓電、壓阻等,有彈性敏感元件轉(zhuǎn)化為電,如電阻、電容和電感。 主要用于測力和稱重兩方面。 本章描述電阻應(yīng)變傳感器、壓阻傳感器和壓電傳感器。 有什么樣的力傳感器? 壓阻傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),在同一硅片上擴(kuò)散工藝由四個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變電阻器制成的傳感器。 由于它具有良好的工藝一致性和相同的靈敏度,漂移抵消很小,滯后和蠕變,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,測量精度高,穩(wěn)定性好,溫度范圍寬,易于小型化,量產(chǎn),使用方便。 工作原理:壓阻傳感器的工作主要基于壓阻效應(yīng),壓阻效應(yīng)是當(dāng)力施加到半導(dǎo)體材料上時(shí),其電阻率將顯著改變的現(xiàn)象。 壓阻振動(dòng)故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)在硅膜片的兩側(cè)具有兩個(gè)壓力室。 一個(gè)是與測量的壓力相連的高壓室,另一個(gè)是與大氣相連的低壓室。 壓電換能器壓電換能器是一種基于壓電效應(yīng)的換能器,即某些材料在受力后在其表面產(chǎn)生電荷。 它是一種典型的有源傳感器,也稱為自生傳感器。 具有體積小、重量輕、頻率寬、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等特點(diǎn)。 工作原理:當(dāng)一些晶體或多晶陶瓷在一定方向上受到外力時(shí),在一定的兩個(gè)相應(yīng)的晶體面上,電荷相反的符號(hào)。 當(dāng)外力消失時(shí),電荷消失;當(dāng)外力的方向改變時(shí),兩個(gè)晶面上電荷的符號(hào)改變。 壓電傳感器是基于壓電效應(yīng),將機(jī)械量轉(zhuǎn)化為電量器件。 典型的壓電效應(yīng)材料包括石英晶體、壓電陶瓷和聚合物壓電材料。 當(dāng)壓電無線振動(dòng)傳感器感測到振動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊感測到與傳感器基座相同的振動(dòng),并且在與加速度相反的方向上接收慣性力。 因此,質(zhì)量塊以與加速度成比例的交變力作用在壓電板上。 由于壓電片的壓電效應(yīng),在兩個(gè)表面上產(chǎn)生交變電荷,當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí),傳感器的輸出電荷(電壓)與所施加的力成比例。 這與試件的加速度成比例。 力傳感器的工作原理是電阻應(yīng)變傳感器彈性傳感元件將外部應(yīng)力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變,然后根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng),電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值的微小變化,由測量橋輸出電壓或電流。 力傳感器單橋、雙臂橋、差動(dòng)橋1、單臂橋:電阻R1為電阻應(yīng)變計(jì)。 開始時(shí),應(yīng)變計(jì)不在應(yīng)變下,電橋平衡:R1 r3=r2 r4,此時(shí)UO=0。