力学堂第二课——力传感器的原理
发布时间：
2024-03-21 17:30
来源：
华力创科学
力学堂开课啦！关于传感器的种类，除了从测量维度区分，还可以根据其原理分为光基式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电容式传感器和应变片式传感器。
Part1 光基式传感器
技术原理
通过弹性体变性引起光接收器的强度变化。
优点与缺点
优点是：分辨率高，可与视觉技术兼容，无电气干扰，信号处理电路分离。
缺点：结构刚度较低。
Part2 压电式传感器
技术原理：敏感元件受力后表面电荷量（暨电位）发生变化。
优点与缺点
优点：动态范围宽，可靠性高，固有频率高，灵敏度和信噪比高。
缺点：仅能测量动态力，不适用于静态测量，阻抗高。
Part3 压阻式传感器
技术原理：弹性体受力后电阻发生变化。
优点与缺点
优点是：输出线性度好，精度高，稳定性好，刚度大，可检测静态量和动态量。
缺点：存在迟滞与非线性，弹性材料的机械和电性能需要优化。
Part4 电容式传感器
技术原理：相对极板间介质层受力使得电容变化
优点与缺点：线性响应好，动态范围宽，易实现非接触测量。
缺点：易受噪音干扰，介电常数易受温度影响。
Part 5 应变式传感器
技术原理：当弹性体受力时，粘贴在其表面的应变片发生形变，因而电阻发生变化。
优点与缺点：
优点：输出线性度好，精度高，稳定性好，刚度大，可检测静态量和动态量。
缺点：受温度影响大，受胶水影响大，存在机械滞后，有蠕变与零漂。
力传感器的发展趋势
随着传感器技术的不断进步，高精度多维力传感器结构将往智能化、小型化和低成本化发展。
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