所謂力傳感器，是指通過力敏元件、轉(zhuǎn)換元件和處理機(jī)，將一個或多個力學(xué)量(張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等)轉(zhuǎn)換成電信號輸出(電壓、電流、總線等)的器件。

目前，力傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)。如機(jī)械傳感器，力矩傳感器，多維力傳感器，以及其他各種機(jī)械傳感器，目前廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、高空作業(yè)車、工業(yè)機(jī)器人、特種車輛等。

力敏原理及應(yīng)用。

測力傳感器是工程機(jī)械中不可或缺的核心安全元件，它是決定整個系統(tǒng)精度、可靠性乃至整個力控系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，甚至是整個力控系統(tǒng)的核心，它的精度、穩(wěn)定性和可靠性直接影響到測量系統(tǒng)的計量性能。

在這些感應(yīng)器中，多數(shù)感應(yīng)器使用的是應(yīng)變片，它們被牢牢地粘附于電導(dǎo)體之上。隨著基底的拉伸，所需的片斷就會變長。反之亦然，當(dāng)壓縮的片斷就會縮短。這就造成了應(yīng)變片電阻的變化。它是應(yīng)變測量原理，應(yīng)變電阻的變化而測定應(yīng)變的大小。

四個應(yīng)變片組成了惠斯通電橋，因為應(yīng)變片牢固地粘附在彈性體上，所以應(yīng)變片會產(chǎn)生與彈性體相同的變形，從而引起電阻變化。惠斯通電橋的輸出信號會提供變形信息。通過這種方法，可以計算作用于應(yīng)變片上的力的大小。這個力傳感器是這樣工作的。

具體地說，力傳感器可以把傳感器與放大、操作和其他物理量的聯(lián)系結(jié)合起來，例如溫度、壓力、角度、加速度、振動等，使得用戶可以通過有線、無線、總線的傳輸方式，直接讀讀或利用力值和其他物理量的變化，為高端機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用提供全面的安全保障。

例如，近幾年，黑龍江農(nóng)墾系統(tǒng)引進(jìn)的各型拖拉機(jī)上都安裝有不同類型的測力傳感器，在進(jìn)行力調(diào)整、位調(diào)整、力位綜合調(diào)整等方面，全部由一個力傳感器進(jìn)行監(jiān)控，充分顯示了該裝置的先進(jìn)性和駕駛員操作的方便程度。

力傳感器的原理及應(yīng)用。

簡而言之，力量儀可以把被測的非電量轉(zhuǎn)換為電能輸出，主要包括四個部分：感光元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路、輔助電源。在工程機(jī)械領(lǐng)域中，應(yīng)用最多的測力傳感器是電阻應(yīng)變式測力傳感器，簡稱電阻式測力傳感器。電阻式應(yīng)變片測力傳感器內(nèi)部，一般為橋式電路。電阻值的變化最終以信號的形式輸出，電阻作為轉(zhuǎn)換元件。

力測傳感電路的工作原理。

因其結(jié)構(gòu)簡單、線性、穩(wěn)定性好、輸出精度高等特點(diǎn)，其測量精度日益受到人們的關(guān)注。它所使用的敏感元件是彈性試驗元件，主體為彈性體。在這些因素中，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀對測力傳感器的性能有很大的影響。

測力式傳感器主要用來感知物體的重量、拉力、張力或扭力，把這個信號傳遞到控制器，然后根據(jù)預(yù)設(shè)值設(shè)備對隨后的動作做出反應(yīng)。

如在旋挖鉆機(jī)上安裝的銷軸式力傳感器，即一種測力傳感器，其主要作用是對鉆桿進(jìn)行觸底保護(hù)，防止卷揚(yáng)過放發(fā)生鋼絲繩亂繩及加壓造成斷繩。簡述如下：當(dāng)旋挖鉆機(jī)打樁時，鉆桿觸底或打樁壓力太大時，測力傳感器將力值的變化反饋到控制器，從而控制鉆機(jī)卷揚(yáng)或停止鉆進(jìn)，防止發(fā)生安全事故和設(shè)備損壞。

國產(chǎn)傳感器的市場和前景。

目前，世界范圍內(nèi)，我國機(jī)械行業(yè)規(guī)模居世界第一，但還存在著大而不強(qiáng)、自主創(chuàng)新能力弱、核心技術(shù)與關(guān)鍵零部件對外依存度高等問題。目前，我國在微型和多維力傳感器技術(shù)方面與國外相比還有很大差距，歐美的微型和多維力傳感器水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國內(nèi)。

具體地說，目前國內(nèi)還是主要以HBM、托利多、ATI等進(jìn)口品牌為主。相對來說，傳感器行業(yè)整體需求規(guī)模小且多樣化，目前國內(nèi)高端傳感器企業(yè)品牌不多。然而，在未來，力敏傳感器的發(fā)展前景十分廣闊，集成化和智能化將成為力傳感器未來的發(fā)展方向和趨勢。

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