| Baumer 傳感器 IFRM 05P1501/S35L |
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Baumer IFRM 05P1501/S35L 傳感器
張黔豫 180 6446 5927 Baumer IFRM 05P1501/S35L 傳感器
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把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應(yīng)變式傳感器、電位器式傳感器(見位移傳感器)和錳銅壓阻傳感器等。電阻式傳感器與相應(yīng)的測量電路組成的測力、測壓、稱重、測位移、加速度、扭矩等測量儀表是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和國防等部門進(jìn)行自動稱重、過程檢測和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可缺少的工具之一。電阻應(yīng)變式傳感器(straingauge type transducer )是以電阻應(yīng)變計為轉(zhuǎn)換元件的電阻式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計、補償電阻和外殼組成，可根據(jù)具體測量要求設(shè)計成多種結(jié)構(gòu)形式。彈性敏感元件受到所測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著其上的電阻應(yīng)變計一起變形。電阻應(yīng)變計再將變形轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。
常用的電阻應(yīng)變式傳感器有應(yīng)變式測力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器、應(yīng)變式扭矩傳感器(見轉(zhuǎn)矩傳感器)、應(yīng)變式位移傳感器(見位移傳感器)、應(yīng)變式加速度傳感器(見加速度計)和測溫應(yīng)變計等。電阻應(yīng)變式傳感器的優(yōu)點是精度高，測量范圍廣壽命長,結(jié)構(gòu)簡單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實現(xiàn)小型化、整體化和品種多樣化等。
它的缺點是對于大應(yīng)變有較大的非線性、輸出信號較弱，但可采取一定的補償措施。因此它廣泛應(yīng)用于自動測試和控制技術(shù)中。
傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。
應(yīng)變式加速度計根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)和振動系統(tǒng)慣性力的原理實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換，對于電阻應(yīng)變效應(yīng)，這里不再詳述。慣性式測振傳感器的原理:測量結(jié)構(gòu)物某一點的振動，往往很難找到一個相對不動的基準(zhǔn)點來安裝儀器，因此就考慮設(shè)計這樣一種儀器，其內(nèi)部設(shè)置一個"質(zhì)量彈性系統(tǒng)"。測振時，把它固定在被測物上，使儀器的外殼與結(jié)構(gòu)物儀器振動，直接測量的是質(zhì)量塊相對于外殼的振動。應(yīng)變式加速度計是將電阻應(yīng)變效應(yīng)與系統(tǒng)慣性力原理良好的組合，在實際的測試工作中具有很好的應(yīng)用性。具有結(jié)構(gòu)簡單、低頻特性好等優(yōu)點，但靈敏度相對較低，適用量程為1g~2g，頻率范圍為0~100Hz。與動態(tài)應(yīng)變儀配套使用。磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入的運動速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢輸出。它直接將被測物體的機械能量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，工作不需要外加電源，是一種典型的無源傳感器。由于這種傳感器輸出功率較大，因而大大地簡化了配用的二次儀表電路。磁電式傳感器有時也稱作電動式或感應(yīng)式傳感器， 它只適合進(jìn)行動態(tài)測量。由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡單;零位及性能穩(wěn)定;磁電式傳感器直接輸出感應(yīng)電勢, 且傳感器通常具有較高的靈敏度, 所以一般不需要高增益放大器。但磁電式傳感器是速度傳感器, 若要獲取被測位移或加速度信號, 則需要配用積分或微分電路。
磁電感應(yīng)式傳感器有兩個基本元件組成:一個是產(chǎn)生恒定直流磁場的磁路系統(tǒng)，為了減小傳 感器體積，一般采用永久磁鐵;另一個是線圈，由它與磁場中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng) 電動勢與磁通變化率或者線圈與磁場相對運動速度成正比，因此必須使它們之間有一個相對運 動。作為運動部件，可以是線圈，也可以是永久磁鐵。所以，必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、 材料和結(jié)構(gòu)尺寸.以滿足傳感器的基本性能要求。對于慣性式傳感器，具體計算時，一般是先根據(jù)使用場合、使用對象確定結(jié)構(gòu)形式和體積大 小(即輪廓尺寸)，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)大小初步確定磁路系統(tǒng)，計算磁路以便決定磁感應(yīng)強度B。這樣，由技術(shù)指標(biāo)給定的靈敏度S值以及確定的B值，由S = e/v= BιN即可求得線圈的匝數(shù)N。因為 在確定磁路系統(tǒng)時，氣隙的尺寸已經(jīng)確定了，線圈的尺寸也已確定，亦即 ι已經(jīng)確定。根據(jù)這些 參數(shù)，便可初步確定線圈導(dǎo)線的直徑d。從提高靈敏度的角度來看，B值大，S值也大，因此磁路 結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)大些。只要結(jié)構(gòu)尺寸允許，磁鐵可盡量大些，并選擇B值大的永磁材料，匝數(shù)N也可 取得大些。當(dāng)然具體計算時導(dǎo)線的增加也是受其他條件制約的，各參數(shù)的選擇要統(tǒng)一考慮，盡量從優(yōu)。
已指出磁電式傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換特性，其逆向功能同樣可以利用。如果給速度傳感器的線圈輸入電量，那么其輸出量即為機械量。在慣性儀器--陀螺儀與加速度計中廣泛應(yīng)用的動圈式或動鐵式直流力矩器就是上述速度傳感器的逆向應(yīng)用。它在機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)實驗中是非常重要的設(shè)備，用以獲取機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)參數(shù)，如共振頻率、剛度、阻尼、振動部件的振型等。除上述應(yīng)用外，磁電式傳感器還常用于扭矩、轉(zhuǎn)速等測量。
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