淺談力傳感器應(yīng)用的三大領(lǐng)域
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳感器在測量各種物理現(xiàn)象中起著至關(guān)重要的作用。它們體積小，耐用性高，有助于我們在便攜式電子產(chǎn)品中使用它們。如今，傳感器可用于測量應(yīng)力、壓力、溫度、顏色等。有許多類型的力傳感器可用于不同類型的應(yīng)用。力傳感器的一些例子是稱重傳感器、氣動(dòng)稱重傳感器、電容式稱重傳感器、應(yīng)變計(jì)稱重傳感器、液壓稱重傳感器等。
力傳感器（force sensor） 將力的量值轉(zhuǎn)換為相關(guān)電信號的器件。力是引起物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的直接原因。力傳感器能檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等力學(xué)量。具體的器件有金屬應(yīng)變片、壓力傳感器等，在動(dòng)力設(shè)備、工程機(jī)械、各類工作母機(jī)和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，成為不可缺少的核心部件。
力傳感器的一般工作原理是對所施加的力作出響應(yīng)，并將力值轉(zhuǎn)換成可測量的量。市場上有各種基于各種傳感元件的力傳感器，大多數(shù)力傳感器都是使用力敏電阻器設(shè)計(jì)的，這些傳感器由傳感膜和電極組成。
力傳感器主要由三個(gè)部分組成：
1:力敏元件（即彈性體，常見的材料有鋁合金，合金鋼和不銹鋼）。
2:轉(zhuǎn)換元件（最為常見的是電阻應(yīng)變片）。
3:電路部分(一般有漆包線，pcb板等）。
力傳感器應(yīng)用的三大領(lǐng)域：
稱重傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠；另一方面要考慮廠家的建議，對于傳感器制造廠家來講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)形式、彈性體的材質(zhì)等。
譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計(jì)價(jià)秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡等；柱式稱重傳感器適用于汽車衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。
稱重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制、安全過載報(bào)警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域。如電子汽車衡、電子臺秤、電子叉車、動(dòng)態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。
傳感器在我們智能化的生活中扮演著重要的角色，其中，力傳感器在力學(xué)中使用范圍極廣，常見應(yīng)用在航天航空，汽車測試，醫(yī)療器械，自動(dòng)化設(shè)備控制環(huán)境中，今天就來講講力傳感器應(yīng)用大三大領(lǐng)域。
1：醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域
應(yīng)用對象：康復(fù)機(jī)器人
應(yīng)用方式：檢測握手力，指尖捏合力，監(jiān)測病人的指尖捏合力，握手力康復(fù)情況。
應(yīng)用傳感器：普通力傳感器
2：踏板力測試系統(tǒng)
應(yīng)用對象：汽車
應(yīng)用方式：汽車踏板性能測試系統(tǒng)，是以測量臂空間解算為基礎(chǔ)的汽車踏板智能化測試設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對各型車輛的離合、油門和制動(dòng)踏板進(jìn)行行程及踏板力的測試。該儀器采用進(jìn)口數(shù)采系統(tǒng)作為主控制核心， 選用進(jìn)口踏板力傳感器及轉(zhuǎn)角傳感器作為主要測試元件，通過CAN
總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，配置專業(yè)的操作軟件，能實(shí)時(shí)的在上位機(jī)上進(jìn)行顯示并保存。
應(yīng)用傳感器：踏板力傳感器
3：機(jī)器人抓取工件重量在線測量
應(yīng)用對象：機(jī)器人
應(yīng)用方式：機(jī)器人傳送工件時(shí)適用；可以檢測工件是否缺損，或者工件類型錯(cuò)誤，或者多重工件拾??；因?yàn)槭窃跈C(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中測量，因此不占用機(jī)器人循環(huán)時(shí)間；對于6軸傳感器，保證姿態(tài)不變化的情況下，任何方向上的檢測都是可行的；對于3軸傳感器，保證姿態(tài)不變化的情況下，保證Z軸向與重力方向一致時(shí)可行的。
應(yīng)用傳感器：三維力/六維力傳感器
選擇一個(gè)力傳感器的方法：
為了幫助您選擇您的力傳感器，我們簡單的將選擇分為5個(gè)步驟，希望能夠幫助您縮小力傳感器的選擇范圍。
1:了解您的應(yīng)用程序和您正在測量的內(nèi)容。測力傳感器不同于壓力傳感器或扭矩傳感器，它們是用來測量拉力和壓縮力的。
2:確定力傳感器的安裝特性及其組裝。你需要的靜態(tài)負(fù)載還是動(dòng)態(tài)類型？定義安裝類型意思是你要如何安裝這個(gè)力傳感器，是內(nèi)螺紋/外螺紋、直列式、側(cè)面安裝式、法蘭安裝式、通孔式還是壓縮墊圈？
3:確定最小和最大量程要求。在選擇量程之前，一定要選擇超過最大運(yùn)行負(fù)載的量程，并確定所有的外部負(fù)載（側(cè)負(fù)載或偏心負(fù)載）和力矩。
4:確定力傳感器的尺寸和形狀要求（寬度、重量、高度、長度等）和機(jī)械性能要求（輸出、非線性、遲滯、蠕變、橋的電阻、分辨率、頻率響應(yīng)等）其他需要考慮的特性包括（防水、低溫、高溫、多橋或冗余橋、和接口。
5:確定應(yīng)用程序所需的輸出類型。力傳感器電路以mV/V輸出電壓。因此，如果你的PLC或DAQ需要模擬輸出、數(shù)字測壓元件輸出或串行通信，你肯定需要一個(gè)測壓元件放大器或信號調(diào)節(jié)器。確保選擇正確的放大器，并校準(zhǔn)整個(gè)測量系統(tǒng)（負(fù)載傳感器+信號調(diào)節(jié)器）。
壓力傳感器選型時(shí)要看哪些參數(shù)？
1:用途
根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，壓力傳感器可以分為測量絕對壓力、相對壓力和差壓的三種類型。測定絕對壓力時(shí)，傳感器內(nèi)自身帶有真空基準(zhǔn)壓，而測量相對壓力和壓差時(shí)以大氣壓為參考。請根據(jù)用途選擇不同結(jié)構(gòu)的壓力傳感器。
2:量程
壓力傳感器的壓力適用范圍是分級的，這是因?yàn)閴毫鞲衅鞯膹椥阅こ惺芰黧w壓力是有限度的，一旦超過此限度，彈性膜就會裂開。一般來說，每一個(gè)傳感器都有20-300 %的過壓能力，因此，在選擇時(shí)也不必選擇太大的量程。
3:精度
壓力傳感器可用作壓力表測量元件和傳感器元件，并可自動(dòng)控制。對使用者來說，往往希望壓力傳感器的精度越高越好，但是壓力傳感器在生產(chǎn)時(shí)要達(dá)到高精度，必然需要較高的工藝以及較嚴(yán)苛的環(huán)境，而且需要進(jìn)行多次校準(zhǔn)和補(bǔ)償，相應(yīng)的生產(chǎn)成本會增加，售價(jià)也隨之增加。因此只需要根據(jù)壓力傳感器實(shí)際應(yīng)用場合和要求，選擇一個(gè)合理的精度和溫度范圍就好了。
4:電學(xué)要求
一般壓力傳感器的輸出為模擬信號，近距離全范圍的輸出電壓可達(dá)到100 - 150mV，輸出電流可達(dá)到0- 0101mA。遠(yuǎn)距離的輸出信號電壓會衰減，因此應(yīng)通過電流信號進(jìn)行輸出。用壓力變送器放大電流后，可以輸出20mA以下的電流信號。這樣，價(jià)格會加倍。
5:作業(yè)方式
作業(yè)方式也是需要考慮的重要問題。例如，將傳感器用于測量氣體壓力與液體壓力時(shí)，這兩者的作業(yè)方式就是不同的，選擇的傳感器也不同。再例如，壓力傳感器的工作環(huán)境較差時(shí)，如有較大的振動(dòng)、沖擊、較大的電磁干擾，對傳感器提出更嚴(yán)格的要求。
6:溫度
溫度對壓力傳感器的精度影響很大，為了消除溫度的影響，需要應(yīng)用各種溫度補(bǔ)償技術(shù)。溫度范圍越大，補(bǔ)償技術(shù)的難度就越高，校準(zhǔn)工作量就越大，所能保證的溫度范圍的精度就越低。 為此，必須根據(jù)適用于壓力傳感器的實(shí)際溫度范圍和精度要求來選擇。
7:壓力密封
一般來說，壓力傳感器用的壓力密封是橡膠、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯墊、鉆孔嵌合、管螺紋嵌合及焊接等方式。所用的密封材料決定了壓力傳感器的工作溫度范圍。
