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力敏傳感器的分類
力敏傳感器的種類很多,有直接將力變換為電量的如壓電式、壓阻式等,有經彈性敏感元件轉換后再轉換成電量的如電阻式、電容式和電感式等。它主要用于兩個方面:測力和稱重。主要分為以下幾種:ONT>
1、應變式傳感器
2、電感式傳感器
3、電容式傳感器
4、壓電式傳感器
力敏傳感器的參數及應用
量程:0~1~150(MPa)
綜合精度:0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS
輸出信號:4~20mA(二線制)、0~5V、1~5V、0~10V(三線制)
供電電壓:24DCV(9~36DCV)
介質溫度:-20~85~150℃
環境溫度:常溫(-20~85℃)
負載電阻:電流輸出型:最大800Ω;
電壓輸出型:大于50KΩ
絕緣電阻:大于2000MΩ(100VDC
力敏傳感器密封等級:IP65
長期穩定性能:0.1%FS/年
振動影響:在機械振動頻率20Hz~1000Hz內,輸出變化小于0.1%FS
電氣接口(信號接口):四芯屏蔽線、四芯航空接插件、緊線螺母
機械連接(螺紋接口):1/2-20UNF、M14×1.5、M20×1.5、M22×1.5等。
廣泛用于工業設備、水利、化工、醫療、電力、空調、金剛石壓機、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。
力敏傳感器工作原理
以下主要是介紹了力敏傳感器電阻式變式傳感器、固態壓阻式傳感器及壓電傳感器的工作原理。
一、電阻應變式力敏傳感器:
電阻應變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應力轉換成應變ε,再根據電阻應變效應,由電阻應變片將應變轉換成電阻值的微小變化,通過測量電橋轉換成電壓或電流的輸出。
二、固態壓阻式力敏傳感器:本文信息來源于(廣州南創電子科技有限公司:m.yntbtx.com)轉載請注明!
固態壓阻式傳感器的工作主要基于壓阻效應,而壓阻效應是在半導體材料上施加作用力時,其電阻率將發生顯著變化的現象。
三、 壓電力敏傳感器:
1、壓電效應:
當某些晶體或多晶體陶瓷在一定的方向上受到外力作用時,在某兩個對應的晶面上,會產生符號相反的電荷。當外力消失時,電荷也消失;當外力改變方向時,兩晶面上的電荷符號也隨之改變。
壓電傳感器就是以壓電效應為基礎,將力學量轉換為電量的器件。
典型的具有壓電效應的物質有石英晶體、壓電陶瓷和高分子壓電材料等。
2、石英晶體的壓電效應:
石英晶體的外形是規則的六角棱柱體,它有三個晶軸。
1)縱向壓電效應:沿著X軸對晶片施加力時,在垂直于X軸的表面上產生電荷。如圖1所示。產生的電荷與作用力的大小成正比,與晶片尺寸無關。
2)橫向壓電效應:沿著Y軸對晶片施加壓力時,在垂直于X軸的表面上產生電荷。如圖1所示。產生的電荷與作用力的大小成正比,與晶片尺寸有關。
3)壓電效應的產生機理。
3、力敏傳感器壓電陶瓷的壓電效應:
壓電陶瓷是人工制造的具有電疇結構的多晶壓電材料。它的壓電機理與壓電晶體不同。
原始的壓電陶瓷不具有壓電特性,電疇無規則排列。當外加直流電場時,使得電疇規則排列,這時壓電陶瓷就有了壓電特性。在極化電場去除后,電疇方向基本不變,留下了很強的剩余極化。極化過的壓電陶瓷受力后就產生了電荷。壓電陶瓷的壓電系數比石英晶體的大得多,因此其靈敏度較高。
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