[实用新型]一种力传感器

说明书

本实用新型涉及一种力传感器，其特征在于，包括：通过电连接的弹性体、敏感组件、导线；所述弹性体为钢材料；所述敏感组件包括金属电阻应变计。本实用新型提供的力传感器，性能稳定、输出灵敏系数高、准确度级别高、量程范围大、体积小、自重轻,横向干涉度小、动态性能好，有极高的性价比,可广泛应用于各项科研和地震模拟振动台的静态、动静态和动态测试和分析中。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种力传感器。

背景技术

力能够产生多种物理效应，可采用多种不同的原理和工艺，针对不同的需要设计制造力传感器。力传感器主要有：被测力使弹性体(如弹簧、梁、波纹管、膜片等)产生相应的位移，通过位移的测量获得力的信号；弹性构件和应变片共同构成传感器，应变片牢固粘贴在构件表面上。弹性构件受力时产生形变，使应变片电阻值变化(发生应变时，应变片几何形状和电阻率发生改变，导致电阻值变化)，通过电阻测量获得力的信号。应变片可由金属箔制成，也可由半导体材料制成；利用压电效应测力。通过压电晶体把力直接转换为置于晶体两面电极上的电位差；力引起机械谐振系统固有频率变化，通过频率测量获取力的相关信息；通过电磁力与待测力的平衡，由平衡时相关电磁参数获得力的信息。

力传感器(force sensor)是将力的量值转换为相关电信号的器件。力是引起物质运动变化的直接原因。力传感器能检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。具体的器件有金属应变片、压力传感器等，在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，成为不可缺少的核心部件。

现有的力传感器性能不够稳定丶输出灵敏系数不够高丶准确度级别不够高。

因此，现有技术亟待有很大的进步。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种力传感器，至少包括：通过电连接的弹性体、敏感组件、导线；所述弹性体为钢材料；所述敏感组件包括金属电阻应变计。

优选地，所述钢材料屈服强度在1370MPa以上，抗拉强度在1620MPa以上。

优选地，所述金属电阻应变计采用全桥连接方式。

实施本实用新型的力传感器，具有以下有益效果：性能稳定、输出灵敏系数高、准确度级别高、量程范囲大、体积小、自重轻,横向干涉度小、动态性能好，有极高的性价比,可广泛应用于各项科研和地震模拟振动台的静态、动静态和动态测试和分析中。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型力传感器电阻应变电桥工作原理图。

具体实施方式

请参阅图1，为本实用新型力传感器电阻应变电桥工作原理图。如图1所示，在本实用新型第一实施例提供的力传感器中，至少包括，通过电连接的弹性体、敏感组件、导线；所述弹性体为钢材料；所述敏感组件包括金属电阻应变计。具体实施时，钢材料屈服强度在1370MPa以上，抗拉强度在1620MPa以上。金属电阻应变计采用全桥连接方式。

本实用新型力传感器的机电转换过程中，首先采用粘贴在弹性组件上的金属电阻应变计的电阻效应，即如(1)式表示：

R＝ρL/F (1)

式中：R——金属丝栅的电阻值(Ω)；

ρ——金属丝栅的电阻率(Ω/mm²/m)；

L——金属丝栅的长度(m)；

F——金属丝栅的横截面面积(mm²)。