壓電式力傳感器與應(yīng)變式力傳感器的區(qū)別
壓電式力傳感器與應(yīng)變式力傳感器的區(qū)別
首先,我們先來(lái)講一下兩種力傳感器的測(cè)量原理。
壓電式力傳感器實(shí)際上是利用了石英晶體的壓電效應(yīng),當(dāng)我們?cè)谑⒕w上施加機(jī)械載荷的時(shí)候,石英晶體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正向或負(fù)向的電荷,這的電荷通過(guò)后端的電子信號(hào)調(diào)理儀(電荷放大器),可以吧等比例電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),然后再轉(zhuǎn)換為力的信號(hào)。在測(cè)量鏈中,機(jī)械載荷產(chǎn)生的電荷量是很難捕捉的,所以電荷放大器是一個(gè)很重要的部分。
而應(yīng)變式力傳感器則是利用惠斯通電橋原理。傳感器組成單元主要是應(yīng)變片,應(yīng)變片在承受機(jī)械載荷的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生形變,導(dǎo)致應(yīng)變片電阻變化,通過(guò)電阻的變化整個(gè)電路會(huì)等比例輸出一個(gè)電壓信號(hào),然后再轉(zhuǎn)換為力的信號(hào)。
接下來(lái)對(duì)比一下兩者
以目前科技,沒(méi)法做到完·美的絕緣阻抗,所以隨之長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量,電荷會(huì)漂移,所以壓電式力傳感器并不適合靜態(tài)測(cè)量。而應(yīng)變式力傳感器是基于形變測(cè)量,所以外界的力不變的情況下,它輸出的值會(huì)使穩(wěn)定的。
壓電傳感器需要更高的絕緣阻抗,大概為10^13Ω,應(yīng)變式只需要10^6Ω,所以壓電式傳感器需要高質(zhì)量電纜/連接器以及清潔的工作條件。因?yàn)榛陔姾勺兓?,連接電纜的移動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生噪聲信號(hào)影響壓電傳感器誤差。
頻繁的溫度變化也會(huì)使壓電傳感器產(chǎn)生誤差。所以在一些特定環(huán)境也是應(yīng)變式傳感器更合適。
精度方面,應(yīng)變式力傳感器精度能達(dá)到千分之一甚至萬(wàn)分之一,而壓電式傳感器只能達(dá)到百分之一。
當(dāng)然,壓電式傳感器也是有其優(yōu)勢(shì)的。
壓電式力傳感器的測(cè)量范圍是非常寬的,而且在同一個(gè)系列里的傳感器,不管是1N還是1000KN,在這個(gè)范圍里的測(cè)量精度幾乎是一致的。而應(yīng)變式力傳感器只要在滿量程的百分之30-百分之100之間,也就是說(shuō)應(yīng)變式力傳感器如果用大量程測(cè)小的力是會(huì)導(dǎo)致精度降低的。
壓電式傳感器不會(huì)因?yàn)榱砍痰拇笮《鴮?dǎo)致其尺寸太大或者太小。應(yīng)變式傳感器則會(huì)根據(jù)其量程改變其體積大小。
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