傳感器作為人機(jī)交流的工具之一 ，能夠及時(shí)捕捉機(jī)器在運(yùn)行過程中的各種信息, 為人們的下一步?jīng)Q策提供技術(shù)和理論依據(jù) 。同時(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和參數(shù)研究方面，也能提供準(zhǔn)確的技術(shù)支持。

　　隨著科技的進(jìn)步 ，傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛，目前已滲透到各個(gè)領(lǐng)域 。

　　以農(nóng)業(yè)機(jī)械為例 ，黑龍江農(nóng)墾系統(tǒng)前些年引進(jìn)的各種型號的拖拉機(jī)都裝有不同種類的傳感器，在力調(diào)節(jié) 、位調(diào)節(jié)和力位綜合調(diào)節(jié)方面均由傳感器直接控制 ，充分顯示了機(jī)器作業(yè)過程中的先進(jìn)性和駕駛員操作的方便性。

　　1、電阻應(yīng)變片式測力傳感器

　　測力傳感器的組成

　　傳感器的作用一般是將被測的非電量轉(zhuǎn)換成電量輸出 ,它主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件,測量電路和輔助電源四部分組成 。

　　○ 敏感元件: 在傳感器中,主要作用是感受被測量的變化 ,同時(shí)將被測量變換成易于變換成電量的某一中間變量。如膜片式壓力傳感器 ,它的敏感無件是一個(gè)彈性膜片 ,其作用是將壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟て淖冃?為下一步電信號的輸出做準(zhǔn)備。

　　○ 轉(zhuǎn)換元件: 傳感器通過轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的中間非電量轉(zhuǎn)換為可以被傳感器利用的電量。它主要是利用某些物理的、化學(xué)的或生物的效應(yīng)等來達(dá)到這一目的。

　　如膜片式壓力傳感器的轉(zhuǎn)換元件 ,它利用電阻應(yīng)變效應(yīng), 也就是金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨著它所受機(jī)械變形的大小而發(fā)生變化的原理 ,將彈性膜片的變形轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。

　　○ 測量電路: 轉(zhuǎn)換元件輸出的電量常常難以直接進(jìn)行顯示 、 記錄和處理, 需要將其進(jìn)一步變換成可直接利用的電信號，完成這一功能的是測量電路。

　　如應(yīng)變式壓力傳感器中的測量電路是橋式電路, 它可以將應(yīng)變片輸出的電阻值轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號 ,經(jīng)放大后即可推動記錄裝置和顯示儀表的工作。

　　○ 輔助電源 : 有些傳感器除電路電源外 ,還需一輔助電源提供給信號。

　　這四部分的聯(lián)系如圖所示:

　　2、對測力傳感器的基本要求

　　機(jī)械上使用的傳感器型式多種多樣, 但應(yīng)用較多的還是電阻式傳感器。

　　電阻應(yīng)變片式測力傳感器內(nèi)部電路一般是橋式電路。電阻作為轉(zhuǎn)換元件，電阻阻值的變化最終以信號的形式輸出。

　　因具有結(jié)構(gòu)簡單、線性和穩(wěn)定性好 、輸出精度高等特點(diǎn) , 在實(shí)際中越來越受到重視。其采用的敏感元件是彈性測試元件,主體就是一個(gè)彈性體 。其中彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大。

　　如果測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理, 無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好,測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能 。

　　因此, 在測力傳感器的選擇過程中, 彈性體的結(jié)構(gòu)型式至關(guān)重要 。

　　傳感器的電路工作原理如圖所示：

　　彈性體的設(shè)計(jì)基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍 ,但因測力性能的需要, 其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同 。

　　普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可 ,對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。

　　然而 ,對于彈性體來說,除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外 ,必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位 ( 以下簡稱 “貼片部位”) 的應(yīng)力( 應(yīng)變) 與彈性體承受的載荷 ( 被測力 ) 保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系; 同時(shí), 為了提高測力傳感器測力的靈敏度 ,還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力( 應(yīng)變 ) 水平 。

　　深圳市卓航自動化(卓航精密)有限公司主要從事于微型測力傳感器，高精度稱重傳感器，S型傳感器，懸臂梁傳感器，多維力傳感器，張力傳感器，變送器，控制儀表的研發(fā)生產(chǎn)及提供系統(tǒng)工程控制的解決方案。

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