力傳感器主要的組成：

1---力敏元件(即彈性體，常見(jiàn)的材料有鋁合金，合金鋼和不銹鋼)。

2---轉(zhuǎn)換元件(最為常見(jiàn)的是電阻應(yīng)變片)。

3---電路部分(一般有漆包線，pcb板等)。

力能夠產(chǎn)生多種物理效應(yīng)，可采用多種不同的原理和工藝，針對(duì)不同的需要設(shè)計(jì)制造力傳感器。力傳感器主要有：(1)被測(cè)力使彈性體(如彈簧、梁、波紋管、膜片等)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，通過(guò)位移的測(cè)量獲得力的信號(hào)。(2)彈性構(gòu)件和應(yīng)變片共同構(gòu)成傳感器，應(yīng)變片牢固粘貼在構(gòu)件表面上。彈性構(gòu)件受力時(shí)產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片電阻值變化(發(fā)生應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片幾何形狀和電阻率發(fā)生改變，導(dǎo)致電阻值變化)，通過(guò)電阻測(cè)量獲得力的信號(hào)。應(yīng)變片可由金屬箔制成，也可由半導(dǎo)體材料制成。(3)利用壓電效應(yīng)測(cè)力。通過(guò)壓電晶體把力直接轉(zhuǎn)換為置于晶體兩面電極上的電位差。(4)力引起機(jī)械諧振系統(tǒng)固有頻率變化，通過(guò)頻率測(cè)量獲取力的相關(guān)信息。(5)通過(guò)電磁力與待測(cè)力的平衡，由平衡時(shí)相關(guān)電磁參數(shù)獲得力的信息。

力傳感器主要分類

應(yīng)變管式

石英力傳感器 在筒壁上貼有2片或4片應(yīng)變片，其中一半貼在實(shí)心部分作為溫度補(bǔ)償片,另一半作為測(cè)量應(yīng)變片。當(dāng)沒(méi)有壓力時(shí) 4片應(yīng)變片組成平衡的全橋式電路;當(dāng)壓力作用于內(nèi)腔時(shí),圓筒變形成“腰鼓形”,使電橋失去平衡,輸出與壓力成一定關(guān)系的電壓。這種傳感器還可以利用活塞將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為力傳遞到應(yīng)變筒上或通過(guò)垂鏈形狀的膜片傳遞被測(cè)壓力。應(yīng)變管式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、適用性強(qiáng)，在火箭彈、炮彈和火炮的動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量方面有廣泛應(yīng)用。

膜片式

它的彈性敏感元件為周邊固定圓形金屬平膜片。膜片受壓力變形時(shí)，中心處徑向應(yīng)變和切向應(yīng)變均達(dá)到正的最大值，而邊緣處徑向應(yīng)變達(dá)到負(fù)的最大值，切向應(yīng)變?yōu)榱?。因此常把兩個(gè)應(yīng)變片分別貼在正負(fù)最大應(yīng)變處，并接成相鄰橋臂的半橋電路以獲得較大靈敏度和溫度補(bǔ)償作用。采用圓形箔式應(yīng)變計(jì)(見(jiàn)電阻應(yīng)變計(jì))則能最大限度地利用膜片的應(yīng)變效果。這種傳感器的非線性較顯著。膜片式壓力傳感器的最新產(chǎn)品是將彈性敏感元件和應(yīng)變片的作用集于單晶硅膜片一身，即采用集成電路工藝在單晶硅膜片上擴(kuò)散制作電阻條，并采用周邊固定結(jié)構(gòu)制成的固態(tài)壓力傳感器(見(jiàn)壓阻式傳感器)。

應(yīng)變梁式

測(cè)量較小壓力時(shí)，可采用固定梁或等強(qiáng)度梁的結(jié)構(gòu)。一種方法是用膜片把壓力轉(zhuǎn)換為力再通過(guò)傳力桿傳遞給應(yīng)變梁。圖3中兩端固定梁的最大應(yīng)變處在梁的兩端和中點(diǎn)，應(yīng)變片就貼在這些地方。這種結(jié)構(gòu)還有其他形式，例如可采用懸梁與膜片或波紋管構(gòu)成。

組合式

在組合式應(yīng)變壓力傳感器中，彈性敏感元件可分為感受元件和彈性應(yīng)變?cè)?。感受元件把壓力轉(zhuǎn)換為力傳遞到彈性應(yīng)變?cè)?yīng)變最敏感的部位，而應(yīng)變片則貼在彈性應(yīng)變?cè)淖畲髴?yīng)變處。實(shí)際上較復(fù)雜的應(yīng)變管式和應(yīng)變梁式都屬于這種型式。感受元件有膜片、膜盒、波紋管、波登管等，彈性應(yīng)變?cè)袘冶哿?、固定梁、Π形梁? 環(huán)形梁、薄壁筒等。它們之間可根據(jù)不同需要組合成多種型式。 應(yīng)變式壓力傳感器主要用來(lái)測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)壓力，例如動(dòng)力管道設(shè)備的進(jìn)出口氣體或液體的壓力、內(nèi)燃機(jī)管道壓力等等。

提高力傳感器精度 - 補(bǔ)償

溫度將會(huì)使4個(gè)應(yīng)變片的應(yīng)變信號(hào)(電阻)在相同方向和程度變化。

力傳感器補(bǔ)償 因?yàn)閮蓚€(gè)正向應(yīng)變和兩個(gè)負(fù)向應(yīng)變被列入等式，因此溫度將不會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)。

剩下微小的殘余誤差可以通過(guò)連接到惠斯通電橋上特殊的鎳金屬來(lái)進(jìn)行修正。

另外，應(yīng)變片需要進(jìn)行溫度對(duì)靈敏度的補(bǔ)償 (TCS)。等溫度變化時(shí)，材料的 E 模量 將會(huì)降低，導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)變。另外，應(yīng)變片的靈敏度依賴于溫度。在高溫狀況下電阻的補(bǔ)償將產(chǎn)生更大的壓降。這將降低惠斯通電橋的輸出信號(hào)。

在負(fù)載狀態(tài)下，線性誤差 也將產(chǎn)生變化。這可以通過(guò)對(duì)彈性體材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及選擇精確的測(cè)量點(diǎn)來(lái)完成。

圖 中 列出了補(bǔ)償方法的總結(jié)。除了以上描述的 TKzero 和 TCS,也可以通過(guò)調(diào)整對(duì)線性和靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償.

力傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

稱重傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠;另一方面要考慮廠家的建議，對(duì)于傳感器制造廠家來(lái)講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)形式、彈性體的材質(zhì)等。

譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計(jì)價(jià)秤、平臺(tái)秤、案秤等;鋼式懸臂梁傳感器適用于電子皮帶秤、分選秤等;鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡等;柱式稱重傳感器適用于汽車衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。

稱重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制、安全過(guò)載報(bào)警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域。如電子汽車衡、電子臺(tái)秤、電子叉車、動(dòng)態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。

如何更換力傳感器

在稱重傳感器實(shí)際使用過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到超載、沖擊等情況，造成傳感器塑性變形，影響計(jì)量準(zhǔn)確度，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致傳感器損壞，無(wú)法正常使用，這時(shí)就需要更換傳感器了。此時(shí)我們應(yīng)當(dāng)如何操作呢?更換的時(shí)候還需要注意哪些問(wèn)題?下面專家就這個(gè)問(wèn)題和大家分享一下。

稱重傳感器能夠更換的前提是施加力的軸線與傳感器的受力軸線重合，這是第一點(diǎn)。

隨著額定載荷的增大，稱重傳感器輸出的微伏/分度信號(hào)是減小的，而不是隨著額定載荷的增大，輸出信號(hào)也增大。這一點(diǎn)往往被忽略。所以在更換傳感器時(shí)，應(yīng)盡可能用和原來(lái)一樣載荷的傳感器。若想更換載荷稍大一點(diǎn)的，就要注意電子秤的稱重儀表量程是否可調(diào):如果是不可調(diào)的舊式顯示儀表，會(huì)因?yàn)閾Q成載荷較大的傳感器，輸出的微伏/分度信號(hào)變小，不能滿量程輸出、顯示，撥碼調(diào)整達(dá)不到目的而不能使用;如果是量程可調(diào)的稱重傳感器，換成載荷較大的傳感器后，則可通過(guò)設(shè)定量程，按說(shuō)明書(shū)調(diào)試使用。同時(shí)應(yīng)注意，如果傳感器的額定載荷過(guò)大，輸出的微伏/分度信號(hào)過(guò)小，容易降低秤的靈敏度。

對(duì)于在第二傳力聯(lián)桿中安裝S形傳感器的機(jī)電結(jié)合秤，應(yīng)注意：重新安裝傳感器后的聯(lián)桿長(zhǎng)度與原來(lái)的聯(lián)桿長(zhǎng)度一致。從另一方面說(shuō)，就是要保證第一傳力杠桿水平且聯(lián)桿與第一傳力杠桿垂直成90度角。如果有偏差，將直接影響秤的準(zhǔn)確度和靈敏度。聯(lián)桿長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)出現(xiàn)"秤大"現(xiàn)象;過(guò)短，將會(huì)出現(xiàn)"秤小"現(xiàn)象。此時(shí)還應(yīng)注意，聯(lián)桿必須處于自由懸掛狀態(tài)，不可與其它物體摩擦，以免影響秤的靈敏度。

機(jī)電結(jié)合秤在更換傳感器后的調(diào)試中，應(yīng)在機(jī)械秤調(diào)試準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上按稱重顯示儀表說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

無(wú)論是電子秤或機(jī)電結(jié)合秤，在更換傳感器后，都必須經(jīng)過(guò)檢定合格后方可使用。

以上方案除了針對(duì)一般的稱重傳感器有效外，還對(duì)S形傳感器有效。稱重傳感器需要更換的情況在使用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到，只要按照上面的操作，即使更換傳感器也不會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響。