力傳感器(force sensor)將力的量值轉換為相關電信號的器件。力是引起物質運動變化的直接原因。力傳感器能檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內應力和應變等力學量。具體的器件有金屬應變片、壓力傳感器等,在動力設備、工程機械、各類工作母機和工業自動化系統中,成為不可·缺少的核心部件。
力傳感器主要由三個部分組成:
1——力敏元件(即彈性體,常見的材料有鋁合金,合金鋼和不銹鋼)。
2——轉換元件(最為常見的是電阻應變片)。
3——電路部分(一般有漆包線,pcb板等)。
力能夠產生多種物理效應,可采用多種不同的原理和工藝,針對不同的需要設計制造力傳感器。力傳感器主要有:
(1)被測力使彈性體(如彈簧、梁、波紋管、膜片等)產生相應的位移,通過位移的測量獲得力的信號。
(2)彈性構件和應變片共同構成傳感器,應變片牢固粘貼在構件表面上。彈性構件受力時產生形變,使應變片電阻值變化(發生應變時,應變片幾何形狀和電阻率發生改變,導致電阻值變化),通過電阻測量獲得力的信號。應變片可由金屬箔制成,也可由半導體材料制成。
?。?)利用壓電效應測力。通過壓電晶體把力直接轉換為置于晶體兩面電極上的電位差。
?。?)力引起機械諧振系統固有頻率變化,通過頻率測量獲取力的相關信息。
?。?)通過電磁力與待測力的平衡,由平衡時相關電磁參數獲得力的信息。