設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：力傳感器的工作原理及類型

什么是力傳感器？ 力傳感器是一種廣泛應(yīng)用的傳感器。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。設(shè)備故障診斷系統(tǒng)具有緩變信號(hào)（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、流量等）與動(dòng)態(tài)信號(hào)（如振動(dòng)信號(hào)）的數(shù)據(jù)融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統(tǒng)滿足車輛振動(dòng)沖擊環(huán)境下的使用要求。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號(hào)通道不少于32路，16位精度，動(dòng)態(tài)信號(hào)通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時(shí)。 它是生產(chǎn)過程自動(dòng)測試的重要組成部分。 它有多種，如力直接轉(zhuǎn)化為電，如壓電、壓阻等，有彈性敏感元件轉(zhuǎn)化為電，如電阻、電容和電感。 主要用于測力和稱重兩方面。 本章描述電阻應(yīng)變傳感器、壓阻傳感器和壓電傳感器。 有什么樣的力傳感器？ 壓阻傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，在同一硅片上擴(kuò)散工藝由四個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變電阻器制成的傳感器。 由于它具有良好的工藝一致性和相同的靈敏度，漂移抵消很小，滯后和蠕變，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測量精度高，穩(wěn)定性好，溫度范圍寬，易于小型化，量產(chǎn)，使用方便。 工作原理：壓阻傳感器的工作主要基于壓阻效應(yīng)，壓阻效應(yīng)是當(dāng)力施加到半導(dǎo)體材料上時(shí)，其電阻率將顯著改變的現(xiàn)象。 壓阻振動(dòng)故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)在硅膜片的兩側(cè)具有兩個(gè)壓力室。 一個(gè)是與測量的壓力相連的高壓室，另一個(gè)是與大氣相連的低壓室。 壓電換能器壓電換能器是一種基于壓電效應(yīng)的換能器，即某些材料在受力后在其表面產(chǎn)生電荷。 它是一種典型的有源傳感器，也稱為自生傳感器。 具有體積小、重量輕、頻率寬、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等特點(diǎn)。 工作原理：當(dāng)一些晶體或多晶陶瓷在一定方向上受到外力時(shí)，在一定的兩個(gè)相應(yīng)的晶體面上，電荷相反的符號(hào)。 當(dāng)外力消失時(shí)，電荷消失；當(dāng)外力的方向改變時(shí)，兩個(gè)晶面上電荷的符號(hào)改變。 壓電傳感器是基于壓電效應(yīng)，將機(jī)械量轉(zhuǎn)化為電量器件。 典型的壓電效應(yīng)材料包括石英晶體、壓電陶瓷和聚合物壓電材料。 當(dāng)壓電無線振動(dòng)傳感器感測到振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊感測到與傳感器基座相同的振動(dòng)，并且在與加速度相反的方向上接收慣性力。 因此，質(zhì)量塊以與加速度成比例的交變力作用在壓電板上。 由于壓電片的壓電效應(yīng)，在兩個(gè)表面上產(chǎn)生交變電荷，當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器的輸出電荷(電壓)與所施加的力成比例。 這與試件的加速度成比例。 力傳感器的工作原理是電阻應(yīng)變傳感器彈性傳感元件將外部應(yīng)力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，然后根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)，電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值的微小變化，由測量橋輸出電壓或電流。 力傳感器單橋、雙臂橋、差動(dòng)橋1、單臂橋：電阻R1為電阻應(yīng)變計(jì)。 開始時(shí)，應(yīng)變計(jì)不在應(yīng)變下，電橋平衡：R1 r3=r2 r4，此時(shí)UO=0。