應(yīng)變式力傳感器的特殊應(yīng)用

應(yīng)變式力傳感器也被稱為應(yīng)變式傳感器，是力傳感器的一種特殊形式。此類傳感器通過(guò)螺絲安裝在外部，因此安裝簡(jiǎn)單快速，但是此類傳感器不直接測(cè)量力，而是間接測(cè)量。雖然如此，此類傳感器仍能夠?qū)崿F(xiàn)高準(zhǔn)確度測(cè)量。

當(dāng)必須檢測(cè)現(xiàn)有部件（大部分部件為固體模式）上是否因外力而發(fā)生變形時(shí)，需使用應(yīng)變式力傳感器。此類傳感器需連接到部件上并做相應(yīng)的調(diào)整，然后能夠開(kāi)始測(cè)量外力。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)變通過(guò)摩擦從固體部件傳遞至應(yīng)變式力傳感器上。這些傳感器的應(yīng)用各有不同，以下詳細(xì)說(shuō)明了兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

實(shí)例1：使用應(yīng)變式力傳感器對(duì)筒倉(cāng)稱重

筒倉(cāng)稱重系統(tǒng)通常用于測(cè)量向拖車內(nèi)倒入材料的數(shù)量。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)了解筒倉(cāng)內(nèi)還有多少材料是非常重要的。如果在筒倉(cāng)設(shè)計(jì)一開(kāi)始就規(guī)劃了此類稱重系統(tǒng)，則可以高準(zhǔn)確度測(cè)定筒倉(cāng)內(nèi)材料的重量。為此，可在筒倉(cāng)底部安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器。

但是，如果已經(jīng)建造了筒倉(cāng)或儲(chǔ)罐，且需在之后安裝稱重或料位測(cè)量系統(tǒng)，那該怎么辦？在這種情況下，安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器以進(jìn)行力測(cè)量的代價(jià)高昂，甚至不存在可能性。

此時(shí)，可根據(jù)筒倉(cāng)或儲(chǔ)罐的具體要求對(duì)應(yīng)變式力傳感器進(jìn)行改造。僅需將傳感器通過(guò)螺絲安裝在支架上。如上文所述，應(yīng)變式力傳感器設(shè)計(jì)用于測(cè)量外部作用力導(dǎo)致現(xiàn)有部件發(fā)生變形的應(yīng)用。如果知道柱子變形，我們就可以很容易地評(píng)估筒倉(cāng)內(nèi)的料位。

實(shí)例2：在沖擊式破碎機(jī)中使用應(yīng)變式力傳感器

在沖擊式破碎機(jī)中使用是應(yīng)變式力傳感器的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。沖擊式破碎機(jī)是一種用來(lái)粉碎材料（如石頭）的機(jī)器。此類材料通過(guò)“沖擊破碎”被粉碎成更小的部分。在粉碎過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力突然增加的現(xiàn)象，反過(guò)來(lái)會(huì)導(dǎo)致容器或機(jī)器材料變形。可使用應(yīng)變式力傳感器測(cè)量由此導(dǎo)致的應(yīng)變。如果應(yīng)變過(guò)大，例如石頭卡在主軸中，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

在這種應(yīng)用中，也無(wú)需重新設(shè)計(jì)沖擊式破碎機(jī)，僅需將應(yīng)變式力傳感器通過(guò)螺絲固定在正確的位置上，之后就可檢測(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力。在大部分情況下，傳感器的jia佳安裝位置通過(guò)FE(有限元分析)計(jì)算測(cè)定（這樣可以確保應(yīng)變?cè)谝?guī)定極限范圍內(nèi)）。

“有限元分析方法”(FEM)將整體通過(guò)網(wǎng)格劃分成很大數(shù)量的小單元(有限數(shù)量的單元，其大小不是無(wú)限小)，以便測(cè)定強(qiáng)度和變形。與復(fù)雜的整體相比，這些單個(gè)小單元更便于計(jì)算。計(jì)算的基礎(chǔ)為多重微分方程的解答。

結(jié)論

總之，可以說(shuō)，如果計(jì)劃從一開(kāi)始就將測(cè)量系統(tǒng)考慮在內(nèi)，則可以使用比應(yīng)變式力傳感器更加精jin準(zhǔn)的測(cè)量技術(shù)，因?yàn)榇祟悜?yīng)變式力傳感器僅能間接測(cè)量，而不能在力流中進(jìn)行直接測(cè)量。但是，如果系統(tǒng)已經(jīng)存在，應(yīng)變式力傳感器就是一種低成本的解決方案，也能提供可靠的測(cè)量值。在應(yīng)用本身，此類傳感器可以快速安裝，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量任務(wù)。此外，此類傳感器還具有高度的抗沖擊和振動(dòng)性，以及良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。輸出信號(hào)可以為 4-20 mA、0-10 V、CAN或CANopen。