拉力传感器的原理及应用领域

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一、拉力传感器简介

拉力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，它使用两个拉力传递部分传力，在其结构中含有力敏器件和两个拉力传递部分，在力敏器件中含有压电片、压电片垫片，后者含有基板部分和边缘传力部分，其特征是使两个拉力传递部分的两端分别固定在一起，用两端之间的横向作用面将力敏器件夹紧，压电片垫片在一侧压在压电片的中心区域，基板部分位于压电片另一侧与边缘传力部分之间并紧贴压电片，其用途之一是制成钩秤以取代杆枰。实际工作环境对于正确选用拉力传感器至关重要，它不仅关系到拉力传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，甚至整个衡器的可靠性和安全性。

二、拉力传感器原理

拉力传感器基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

考虑到使用地点的策略加速度和空气浮力对转换的影响，拉力传感器的性能指标主要包括有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。
拉力传感器的优点是精度高，测量范围广,寿命长,结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等。它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱，但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。

三、拉力传感器的应用

(1),建筑行业：拉力传感器，集电动机，减速机和钢丝绳卷筒等一体的小型起重设备，大多数还带有行走小车，配合单梁桥式或门式起重机，组成一个完整的起重机械。它是工矿企业，仓储码头等场所必备的起重设备。由于起重机在使用的过程中需要起吊不同吨位的重物，因此就需要配备一套拉力传感器系统对起吊重物进行实时监控，以便当前工作状况做出判断，做出相应的声光指示如正常起重状态，满载状态，超载状态等等。

(2),运动器材：运动器材中拉力机采用机电一体化设计 ，主要由拉力传感器、变送器、微处理器、负荷驱动机构、计算机及彩色喷墨打印机构成。高精度电子调速电动机可设置无级试验速度。各集成构件间均采用插接方式联接。落地式机型 ，造型涂装均充分考虑了现代工业设计，人体工程学之相关原则。计算机显示器全程显示试验过程、曲线，微机自动传输试验设置与试验数据。用户可按各自要求修改试验报告，输出标准报告。通过对成组试验曲线的迭加分析，可准确掌握质量调控参数。多方式的数据查询功能，可使管理者清晰把握质量控制发展变化趋势。特别设计的软件功能更能使试验者定量掌握试验材料应用过程中关键点的状态参数，准确进行工艺调整与生产控制。

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