一、 力傳感器分類(lèi)

傳感器主要有二大分類(lèi)：應(yīng)變式力傳感器和壓電式力傳感器。

應(yīng)變式傳感器是基于測(cè)量物體受力變形所產(chǎn)生應(yīng)變的一種傳感器。電阻應(yīng)變片則是最長(zhǎng)用的傳感元件，主要受溫度干擾較大。

應(yīng)變式傳感器優(yōu)點(diǎn)：精度高、線性好、穩(wěn)定性高、測(cè)量范圍大、數(shù)據(jù)便于記錄、處理和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn) 。 廣泛用于工程測(cè)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中 。

壓電式傳感器是將被測(cè)物理量變化轉(zhuǎn)換成由于材料受機(jī)械力產(chǎn)生的靜電電荷或電壓變化的傳感器，主要受電場(chǎng)干擾。它的敏感元件由壓電材料制成，主要有壓電晶體、壓電陶瓷和高分子壓電材料。

壓電式傳感器具有頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來(lái)克服這一缺陷。壓電式壓力傳感器不能用作靜態(tài)測(cè)量，一般用于測(cè)量脈動(dòng)壓力，不能測(cè)量靜壓力；

二、力傳感器選型

1、量程

傳感器測(cè)量范圍上限與下限之差。若測(cè)量下限為零，則傳感器所測(cè)量的最大物理量等于其量程。超過(guò)量程范圍時(shí)往往會(huì)造成傳感器輸出信號(hào)飽和，甚至導(dǎo)致傳感器損壞。

2、精度

傳感器精度主要從下列參數(shù)反應(yīng)：線性度、分辨力、遲滯性、重復(fù)性。

一般傳感器技術(shù)參數(shù)會(huì)給出一個(gè)綜合精度，如果沒(méi)有這項(xiàng)指標(biāo)，那么傳感器的精度就以線性度為準(zhǔn)（有的也稱(chēng)為非線性）。

線性度：傳感器的實(shí)際靜態(tài)曲線與擬合曲線的最大偏差與傳感器滿量程輸出的百分比。

分辨力：傳感器分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說(shuō)，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化， 即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。 只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。該參數(shù)與傳感器靈敏度是由區(qū)別的。

傳感器靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y 對(duì)輸入量變化△x 的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度 S 是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化 1mm 時(shí)，輸出電壓變化為 200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為 200mV/mm。 當(dāng)傳感器的輸出、 輸入量的量綱相同時(shí)， 靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

遲滯性：指?jìng)鞲衅髡蛐谐蹋ㄝ斎肓吭龃螅┖头聪蛐谐蹋ㄝ斎肓繙p小）期間，輸出特性曲線的不一致程度。

3、尺寸

力傳感器根據(jù)量程和應(yīng)用場(chǎng)合有不同的尺寸，主要包括：輪輻式、S 型、柱式、墊片/墊圈式。

4、適用環(huán)境

根據(jù)傳感器的使用場(chǎng)合， 有不同的環(huán)境等級(jí) （IPXX） ， 工作溫度和動(dòng)靜態(tài)測(cè)量等。 若工作環(huán)境比較惡劣，溫差較大。就要選擇 IP 等級(jí)高，溫漂小的傳感器。

5、輸出信號(hào)

應(yīng)變式傳感器輸出信號(hào)為 mv/v,如果傳感器內(nèi)置了先好調(diào)理電路 （如放大器等）， 也可以輸出 0—5V，0-10V，±5V，±10V,4mA-20mA。

6、放大器

對(duì)于很多傳感器而言輸出信號(hào)都比較小（mv 信號(hào)，電荷信號(hào)），這時(shí)就需要將該測(cè)量信號(hào)放大至采集設(shè)備可以采集的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 此時(shí)就需要用到我們的放大器。 放大器可以將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成 0—5V，0-10V，±5V，±10V,4mA-20mA 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，輸出給采集設(shè)備。

7、底座

為了保證傳感器的正確使用，一般大量程力傳感器都有底座。原裝進(jìn)口的底座改變了安裝方式，降低了機(jī)械安裝要求，很好的保證了傳感器精度。

8、儀表

儀表是信號(hào)采集系統(tǒng)的重要組成部分之一。儀表的主要功能包括：放大、顯示、輸出。通常用位來(lái)表示儀表的顯示位數(shù)。如：七位半（7 1/2），實(shí)際有八位顯示，后 7 為可以顯示 0—9 任意數(shù)字；第八位根據(jù)儀表的不同可以顯示“-” ， “+”,“-1”或“1” ，所以只能算半位。

10、安裝

不同的傳感器，安裝方法不同。具體情況根據(jù)傳感器型號(hào)而定。制造一個(gè)準(zhǔn)確的稱(chēng)量系統(tǒng)，必須確保所有傳感器是垂直受力，而且所有傳感器是均勻受力的。