S型拉力传感器的工作原理

传感器的原理及应用

Chapter 11．传感器的静态特性主要有那些？说明什么是线性度？传感器的特性主要是指传感器的输入（被测量）与输出（电量）的关系。

静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。

也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。

传感器的静态特性主要有：线性度、迟滞性、灵敏度、稳定性、重复性、阈值等。

传感器的静特性曲线可实际测试获得，用下列多项式程表示为：n n x a x a x a x a a y +++++= 332210式中y 为输出量、x 为输入量、0a 为零点输出、1a 为理论灵敏度、n a a a ,,32为非线性项系数。

在获得特性趋向之后，可以说问题已经得到解决。

但是为了标定和数据处理的方便，希望得到线性关系。

这时可采用各种方法，其中也包括硬件或软件补偿，进行显性化处理。

一般来说，这些办法都比较复杂。

所以在非线性误差不太大的情况下，总是采用直线拟合的方法来线性化。

在采用直线拟合线性化时，输出输入的校正曲线之间的最大偏差，就称为非线性误差，也就是线性度： max (/)100L L FS y γ=±⨯△%由此可见，非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得来的。

拟合直线不同，非线性误差也不同。

所以，选择拟合直线的主要出发点，应是获得最小的非线性误差。

另外，还应考虑使用是否方便，计算是否简便。

2．什么是传感器的静态误差？传感器的静态误差是如何评定的？静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。

静态误差的求取方法如下：把全部输出数据与拟合直线上对应值的残差，看成是随即分布，求出其标准偏差σ，即21)y (11∑-==n i i n △σ 式中 i y △— 各测试点的残差；n —测试点数。

取2σ和3σ值即为传感器的静态误差。

静态误差也可用相对误差来表示，即%100)/3(⨯±=FS y σγ （1-15）静态误差也是一向综合指标，他基本上包括了前面叙述的非线性误差、迟滞误差、重复性误差、灵敏度误差等，若者几项误差是随机的、独立的、正态分布的，也可以把这几个单项误差综合而得，即：2222S R H L γγγγγ+++±=3.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃电桥： 0.02V/Ω放大器： 100(放大倍数)笔式记录仪： 0.2cm/V求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。

拉力传感器使用指南

拉力传感器使用指南英文回答：Introduction:A force sensor, also known as a load cell or tension sensor, is a device used to measure the force or tension applied to it. It is widely used in various industries such as automotive, aerospace, and manufacturing. In this guide, I will provide you with the necessary information on how to use a force sensor effectively.Calibration:Before using a force sensor, it is crucial to calibrate it properly. Calibration ensures accurate and reliable measurements. To calibrate the sensor, you will need a known weight or force. Apply the known force to the sensor and record the output. Repeat this process with different known forces to create a calibration curve. This curve willallow you to convert the sensor's output to the actual force applied.Mounting:Proper mounting of the force sensor is essential for accurate measurements. Make sure the sensor is securely attached to the object or structure where the force will be applied. Avoid any external factors that may introduce additional forces or vibrations, as they can affect the sensor's readings. Additionally, ensure that the sensor is aligned with the direction of the force to obtain accurate results.Wiring and Connections:When connecting the force sensor to a data acquisition system or control unit, it is crucial to follow the manufacturer's instructions. Use the recommended cables and connectors to ensure a reliable and stable connection. Check the wiring for any loose connections or damage that may affect the sensor's performance. Proper grounding isalso important to minimize electrical noise and interference.Data Acquisition and Analysis:To measure and analyze the force data from the sensor, you will need a data acquisition system or software. Connect the sensor to the system and configure the settings according to your requirements. Start recording the force data and monitor the readings in real-time. Once the datais collected, you can analyze it using various statistical or graphical tools to gain insights into the force applied.Troubleshooting:If you encounter any issues with the force sensor, there are a few common troubleshooting steps you can take. First, check the wiring and connections to ensure they are properly secured. Next, verify that the sensor iscalibrated correctly and that the applied force fallswithin the sensor's range. If the issue persists, consult the manufacturer's documentation or contact their technicalsupport for further assistance.Conclusion:Using a force sensor requires proper calibration, mounting, wiring, and data acquisition. By following the guidelines provided in this guide, you can effectively utilize a force sensor for accurate and reliable force measurements. Remember to always refer to the manufacturer's instructions and seek professional help if needed.中文回答：引言：拉力传感器，也称为称重传感器或张力传感器，是一种用于测量施加在其上的力或张力的设备。

拉力试验机的测量原理是怎样的

拉力试验机的测量原理是怎样的
1.荷载传感器：拉力试验机的底座上设有一种称为荷载传感器的精密
力传感器，用于测量施加在试样上的力。

一般情况下，该传感器是由弹性
体制成，当外部施加力时产生微小形变，通过内部敏感元件将形变转化为
电信号输出。

2.伺服电机控制：拉力试验机通过伺服电机为试样提供力，该电机可
以提供稳定、可调的力。

伺服电机与荷载传感器连接，并通过反馈控制实
现试样的力控制。

3.位移测量：拉力试验机通常配备了位移测量系统，用于测量试样长
度的变化。

位移测量系统通常是通过位置传感器来实现。

传感器可以是线
性变量差动变阻、电容容差和磁性启发式等原理。

4.荷载和变形数据采集：拉力试验机配备了数据采集系统，用于采集
试样受力和变形数据。

该系统通常由模数转换器、信号放大器和计算机接
口等组成。

模数转换器将传感器的电信号转换为数字信号，信号放大器将
信号放大并与计算机进行通信。

5.控制软件和数据处理：拉力试验机通常由控制软件来实现施力模式
和数据处理。

通过这个软件，用户可以设定试验的施加方式和速度，同时
还可以计算并显示材料的性能参数，如抗拉强度、屈服点和断裂伸长率等。

在拉力试验过程中，试样首先被装夹在试验机上并施加预先设定的初
始力。

随后，伺服电机提供的力会让试样产生应变，荷载传感器和位移传
感器将测量的力和位移转换为电信号并传给数据采集系统。

数据采集系统
将对信号进行采集和处理，并通过软件计算出试样的力学性能参数。

最后，这些数据将传输给计算机进行显示和存储。

探索物理世界的新工具DISLab传感器

探索物理世界的新工具——DISLab传感器DISLab的研究与开发（02）“回顾近半个世纪的物理教育改革，最重要的成就是逐步确立了现代物理教学观，教学过程从强调论证知识的结论向获取知识的科学过程转化，从强调单纯积累知识向探求知识方向转变。

重视科学过程和重视能力培养，构成了现代物理教育的基本原则。

”（引自《面向21世纪上海市中学物理学科教育改革行动纲领》）而物理学中，概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖于实验。

因此，强调重视实验、改进实验，成为上海市二期课改对物理教学的基本要求。

上海市中小学数字化实验系统研发中心立足课改教材的具体要求，研究开发出了数字化信息系统实验室（以下简称“DISLab”）。

DISLab不仅列入上海市中学物理课程标准，而且在全市53所课改试点学校进行了为期两年的实验验证。

DISLab是由传感器＋数据采集器＋计算机（安装实验软件包）构成的新型实验系统。

其中，DISLab系列传感器成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。

1、仪器现状导致教改难行在二期课改的大背景下，传统中学仪器设备不仅很难满足学生发展的需要，有些还成为阻碍实验教学质量提高的瓶颈。

其主要表现在于：▲多种物理量的测量手段欠缺——声学、光学、运动学、磁学实验所要求的基本数据较难获取，靠虚拟或仿真加以替代，充其量也不过纸上谈兵；▲现有实验仪器普遍精度低、误差大、可重复性差，影响学生对物理规律的深入理解；▲实验仪器的读数仅靠人眼观察、手工记录，操作耗时费力，实验教学的效率低下。

目前教材内容扩充、课时紧凑，更令教师对实验望而却步。

要充分发挥物理实验的教育、教学功能，就必须寻求先进、可靠的测量手段，以突破实验仪器落后形成的瓶颈。

“我们总不能凭借着卡文迪许时代的装备培养比尔·盖茨时代的新人吧？”面对实验仪器和课改要求的巨大反差，一位物理教师如是说。

2、技术进步突破装备瓶颈针对现有实验仪器和测量手段存在的“硬伤”，上海市中小学数字化实验系统研发中心借鉴了国际国内的成功经验，根据上海教育的实际需求，研发了多种DISLab物理量传感器（表1）。

电力覆冰监测拉力传感器的研制

济损失，甚至威胁到人民的生命安全，因此，加强对输电线路覆冰的监测，对电力系统的稳定安全运行具有重大的意义。

目前覆冰在线监测方法主要有光纤传感法、图像监测法、导线温度倾角法、称重法。

其中应用最广泛的是称重法：通过力传感器替代绝缘子的球头挂环，利用拉力传感器测量覆冰导线载荷。

本文设计的拉力传感器是基于应变片形变的原理，通过对拉力模拟信号的数字转化，并将数据发送到终端，用于实时监测输电线路覆冰情况。

该传感器具有安装方便，高强度、体积小、长寿命，能适应恶劣环境等特点。

1 设计原理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。

该传感器由弹性体、电阻应变片、硬件电路和软件电路组成。

其设计原理是弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值也发生变化（增大或减小），应变片接成惠斯顿桥路，由于载荷的作用而产生电压信号的输出，最终完成了将外力变换为电信号的过程。

本文设计的拉力传感器的测试电路实现的功能为采集拉力信号（电压），并对电压信号进行滤波电路处理后，通2 结构设计拉力传感器有S型拉力传感器、板环式拉力传感器和柱式拉力传感器。

为了提高拉力测量的精度和疲劳强度，结合柱式结构和板环结构的优点，设计了一种用于电阻应变片的圆型槽结构，如图2所示。

电阻应变片分别安装在上、下表面的圆形槽内，用固定胶密封。

3 电路设计■3.1 电源管理电路电源管理电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计，考虑到电路中的芯片需要3.3V和5V的供电，选用L78L33ABUTR芯片（U1），固定输出3.3V，为单片机、A/D转换芯片提供电源；L7805ABUTR芯片（U2），固定输出5V，为RS-485接口输出提供电源。

由于本次设计的拉力传感器用于输电线路覆冰监测，所处环境恶劣，其温度稳定性和抗噪声性能直接影响整个电路系统的精度和性能，同时该传感器有模拟量采集，为了避免电压变化时模拟量采样发生漂移和严重偏离实际输入，因此需要应用基准电压单片机控制电路RS-485接口电路A/D转换电路图2 拉力传感器结构设计图68 | 电子制作 2020年02-03月www�ele169�com | 69源，选用ADR02ASZ 芯片，10V 供电，固定输出5V 电压基准，精度±0.1%。

力传感器

2020/3/1
2020/3/1
1．应变式称重传感器的工作原理
电阻应变式称重传感器由弹性元件、应变片和外壳组成。
弹性元件是称重传感器的基础，被测物的重量作用在弹性元件上，使其在某一部位产生较大的应变或位移；弹性元件上的应变片作为传感元件，将弹性元件敏感的应变量或位移完全地同步地转换为电阻值的变化量，转换成电信号，完成了重力的测量。
这种测量方法简单、方便，成本低。但容易损坏，受环境影响大，使用寿命短。长期使用时，零点漂移大，需要在使用前调节零点。
2020/3/1
方案二：在本课题中也
可以直接采用电子吊秤的方法（课题二介绍）。购买电子吊秤接在起重设备下，可实现货物在线装卸测量、在线称重，随时改变称量地点，可实现分次分批称重，提高效率，但成本较高。
2020/3/1
[任务实施]
方案一：测量、控制起重设备吊运货物的重量，可以采用在吊钩的圆柱壁上粘贴应变片的方法，检测起吊重量。
测量吊运货物的重量，量程较大，一般在吊钩的圆柱壁上横竖各粘贴一片应变
片，组成双臂半桥电路。
2020/3/1
为应变电桥提供±2V稳压电源，电桥输出信号接入差动直流放大电路，测量输出电压。根据输出电压值可以推算出应力的大小，即重力。也可以使用应变片专用测量仪—电阻应变仪进行检测。
❖ 半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。体型半导体应变计是将晶片按一基片定取向切片、研带磨状引、线再切割P-Si 成细条, 粘贴于基片上制作而成。几种体型半导体应变计示意图如图所示。
晶片
N-Si
电阻应变式传感器的测量电路
应变电阻变化是极其微弱的，电阻相对变化率仅为0.2%左右。例如：应变电阻为300Ω，电阻变化量为0.6Ω，要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的。通常采用惠斯登电桥电路进行测量，将电阻相对变化△R/R，转换为电压的变化，再用测量仪表应变式传感器测量电路便可以简单方便地进行测量。

传感器工作原理ppt课件

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• 以上所列传感器分类有较大的概括性，但由于传
感器的分类不统一，而这种分类很难完备，例如有的学者将传感器作了如下分类：1）压力：2）力/荷重；3）位移（厚度）；4）力矩；5）角度； 6）角速度（转速）；7）速度；8）加速度；9）角加速度；10）倾斜角；11）编码器；12）震动； 13）气体/烟雾；14）温度；15）热能；16）湿度；17）水分；18）露点；19）液位；20）料位； 21）流量；22）流速；23）风速；24）电流；25）电压；26）电功率；27）电频率；28）接近开关； 29）磁性开关；30）pH值；31）光电开关；32）电阻率；33）电导率；34）水域氧；35）生物； 36）红外线；37）紫外线；38）光纤；39）离子； 40）激光；41）超声波；42）声音/噪声；43）触觉；44）图像/颜色；45）密度/粘度；46）混浊度。
额定开关距离（sn)是用来表示开关距离名义量值，他不考虑制造误差和参数
变化（温度、电压）。在技术特征表中只列出额定开关距离
实际开关距离（sr）时值在固定的温度和电流条件下的开关距离。实际开关距离要考虑制造误差，它与额定开关距离之间的关系是0.9sn≤sr≤1.1sn
有效开关距离（su)是在所允许的温度及电压范围内得到的可靠实用的开关距离。它与额定开关距离之间的关系是0.81sn≤su≤1.21sn
图1.3是这种现象稍微夸张了的曲线。一般来说输入增加到某值时的输出要比输入下降到某值时的输出小，正如图1.3所示。如存在迟滞差，则输入和输出的关系就不是一一对应了，因此必须尽量减少这个差值。
各种材料的物理性质是产生迟滞现象的原因。如把应力加于某弹性材料时，弹性材料产

S型压力传感器

S型压力传感器是传感器中最为常见的一种传感器,主要用于测固体间的拉力和压力,通用也人们也称之为拉压力传感器。

因为它的外形像S形状,所以习惯上也称S型称重传感器。

下面就由S型压力传感器销售中心高灵传感为大家介绍一下相关知识吧，帮助大家更多了解。

S型压力传感器采用的是合金钢材质,胶密封防护处理,安装容易,使用方便,适用于吊秤,配料秤,机改秤等电子测力称重系统。

S型称重传感器工作原理S型压力传感器是基于这样一个原理：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。

S型称重传感器具有拉压两用的功能：拉力和压力两者都能测量其抗偏载能力方面，在众多传感器当中也是名列前茅的。

它的优势是精度高，测量范围好，安装方便在包装行业得到很多的应用。

工采网提供的S型称重传感器- 101BH具有拉压两用、防护等级IP67 、通用性强灵敏度高，可靠性高，寿命长，抗电磁干扰等优点可用于用于拉力称重，压力称重，量程是50kg-2t，可以用在吊钩秤，筒仓/漏斗/罐称重，起重机秤，叉车秤，计量/灌装，拉伸/拉力测量，试验机，搅拌站等。

蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。

公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。

如果您想进一步的了解，可以直接点击官网高灵传感进行在线了解。

传感器章节习题答案10

C1 传感器基础1 什么是传感器？传感器的基本组成包括哪两个部分？这两个部分各起什么作用？答：传感器是一种能把特定被测量的信息按一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或装置。

传感器由敏感元件和转换元件组成。

敏感元件能直接感受或响应被测量；转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号。

2简述传感器在自动控制系统中的作用。

答：自动控制系统中传感器的主要作用是将被测非电量转换成与其成一定关系的电量，它是自动控制系统的“感官”、“触角”，自动控制系统通过传感器检测到的信息实现对系统的控制。

因此，传感器是自动控制系统中得首要部件，是实现现代化测量和自动控制（包括遥感、遥测、遥控）的主要环节，它对于决定自动控制系统的性能起着重要作用。

3传感器有哪些基本特性？答：传感器的基本特性通常可以分为静态特性和动态特性。

静态特性是指输入的被测量不随时间变化或随时间缓慢变化时表现的特性。

表征传感器静态特性的主要参数有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复性；动态特性是指传感器跟踪输入信号变化的特性，表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、频率响应。

4简述传感器的发展方向答：1)．新材料的开发与应用在原有的半导体、陶瓷材料等基础上，利用新的制造材料来提升传感器性能，提高传感器的产品质量，降低生产成本。

2)．新制造技术的应用采用精密细微加工技术、蒸镀技术、扩散技术、光刻技术、静电封接技术、全固态封接技术，应用使传感器集成化、超小型化。

3)．新型传感器的开发利用新的物理效应、化学效应、生物效应开发出相应的新型传感器，从而为提高传感器的性能，拓展传感器的应用范围提供了新的动力。

4)．传感器的集成化利用集成技术，将敏感元件、测量电路、放大电路、补偿电路、运算电路等制作在同一芯片上，使传感器体积小、质量轻、生产自动化程度高、制造成本低、稳定性和可靠性高、电路设计简单、安装调试时间短。

5)．传感器的智能化开发具有自补偿、自诊断、自校正及数据的自存储和分析等功能的智能传感器。

万能拉力机的测试原理是什么？

万能拉力机的测试原理是什么？万能拉力机的测试原理是什么？测量原理：1、拉力试5261验机力值的测量是经过测力4102传感器、扩大器和数据处置系统1653来完成测量。

从资料力学上得知，在小变形前提下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变构成正比。

以S型试验机传感器为例，当传感器遭到拉力P的效果时，因为弹性元件外表粘贴有应变片，由于弹性元件的应变与外力P的巨细成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可经过测出其输出电压，然后测出力的巨细。

2.拉力试验机横梁位移的测量其道理同变形测量大致一样，都是经过测量光电编码器的输出脉冲数来取得横梁的位移量。

3、形变的测量经过形变测量安装来测量，它是用来测量试样在实验进程中发生的形变。

该安装上有两个夹头，经由一系传记念头构与装在测量安装顶部的光电编码器连在一同，当两夹头间的间隔发作转变时，带动光电编码器的轴扭转，光电编码器就会有脉冲旌旗灯号输出。

再由处置器对此旌旗灯号进行处置，就可以得出试样的变形量.功能介绍1.自动停机：试样破坏后，移动横梁自动停止移动（或自动返回初始位置、2.条件模块：试验条件和试样原始数据可以建立自己的标准模块的形式存储；方便用户的调用和查看，节省试验时间3.自动保存：试验结束，试验数据和曲线计算机自动保存，杜绝因忘记存盘而引起的数据丢失4.测试过程：试验过程及测量、显示、分析等均由微机完成5.批量试验：对相同参数的试样，一次设定后可顺次完成一批试验6.试验软件：中文Windows用户界面，操作简便7.自动变速：试验过程的位移速度或加载速度可按预先编制、设定的程序自动完成也可手动改变8.自动程制：根据试验要求，用户可方便的建立自己的试验模板（方法、，便于二次调用，可实现试验加载速度、应力、应变的闭环试验控制9.显示方式：数据与曲线随试验过程动态显示10.过载保护：当负荷超过额定值3～5%时，自动停机11.自动换档：根据试验力大小自动切换到适当的量程，以确保测量数据的准确性12.曲线遍历：试验完成后，可对曲线进行放大再分析，用鼠标查到试验曲线上各点对应的数据13.试验报告：可根据用户要求进行编辑打印14.限位保护：具有程控和机械两级限位保护15.报告显示：自动和人工两种模式求取各种试验结果，自动形成报表，使数据分析过程变的简单，便于用户16.添加试验方法：用户可跟据试验要求，添加试验方法。

S型拉压力传感器

S型拉压力传感器具有拉压两用的功能：拉力和压力两者都能测量其抗偏载能力方面，在众多传感器当中测量效果是名列前茅的，这主要得益于它精度高、测量范围好的优势。

下面就由S型压力传感器研发生产厂家高灵传感为大家介绍一下它的安装方法，帮助大家可以很好的操作测量。

1、根据所需工作环境来选定合适的拉压力传感器量程以及确定所用传感器的额定载荷，称重传感器虽然本身具备一定的过载能力，但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。

有时短时间的超载，也可能会造成传感器永久损坏。

2、拉压力传感器要轻拿轻放，尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器，任何振动造成的冲击或者跌落，都很有可能造成很大的输出误差。

3、安装前按说明书要求接线，常用接线方式：红色为电源正极，接到EXC+上，黑线为电源负极，接到EXC-上，绿线为信号正极，接到SIG+上，白线为信号负极，接到SIG-上，蓝线为反馈正极，接到SEN+上，黄线为反馈负极，接到SEN-上，各厂家出厂时线颜色可能不一样，具体请按说明书接线。

4、拉压力传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理，不可随意打开，电缆线不宜自行加长，因为传感器电缆线在出厂时按输出电阻值调整过，自行加长或减短会影响到传感器输出电阻，为影响整个传感器精度，如果实在确实需加长时应在接头处锡焊，并加防潮密封胶，重新加电阻进行调整达到出厂时的默认输出电阻。

5、拉压力传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所，这样可以减少现场干扰源对传感器信号输出，减少误差，提高精度。

6、在高度精度使用场合，应使拉力传感器和仪表在预热30分钟后使用。

7、购买传感器作为备件时，应将拉压力传感器放在干燥通风无腐蚀性气体的室内储存。

蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。

电子拉力试验机的组成及其工作原理

电子拉力试验机别名：万能材料试验机，该产品是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物，是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，并且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。

工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。

电子拉力试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑(电脑系统型拉力试验机)等结构组成。

一.拉力试验机的测量系统1.力值的测量通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器，就是由【应变片】、弹性元件和某些附件(补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成)，能将某种机械量变成电量输出的器件。

应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

从材料力学上得知，在小变形条件下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变形成正比。

以S型传感器为例，当传感器受到拉力P的作用时，由于弹性元件表面粘贴有应变片，因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可通过测出其输出电压，从而测出力的大小。

对于传感器，一般采用差动全桥测量，即将所粘贴的应变片组成桥路，R1、R2、R3、R4，实际为阻值相等的4片(或8片)应变片，即R1=R2=R3=R4，当传感器受到外力(拉力或压力)作用时，传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化，其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4，结果原来平衡的电桥，现在不平衡了，桥路就有电压输出，设△E则△E=[R1R2/(R1 R2)2]△R1/R1-△R2/R2 △R3/R3-△R4/R4)U式中U为外电源供给桥路的电压进一步简化有△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R △R3/R-△R4/R)U将△Ri/Ri=Kεi代上上式则有△E=[UK/4](ε1-ε2 ε3-ε4)简单来说，外力P引起传感器内应变片的变形，导致电桥的不平衡，从而引起传感器输出电压的变化，我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。

传感器基础知识

专业知识部分泰钦的主要产品是测力传感器及测控仪表（一）首先了解什么叫传感器传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。

所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成。

外界信号一般为非电物理量如：力、压力、重量、力矩位移、速度、温度、角度、高度。

电信号一般为易于精确处理的电量或电参量，如电流、电压、电阻、电感、频率。

我公司生产的传感器叫测力传感器，用专业术语统称应变式负荷传感器、称重传感器等。

应变式负荷传感器就是由电阻应变片，弹性体和检测电路三大重要部分组成。

1.电阻应变片。

电阻应变片分金属箔式应变片----（做出来的传感器又叫箔式传感器），另一个分为半导体应变片（做成的传感器叫半导体应变片）。

金属箔式应变片---用金属箔为敏感栅，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。

我公司常用阻值有：350Ω,650Ω,1KΩ等。

半导体应变计具有灵敏系数大、横向效益小，阻值范围宽等特性，广泛用于各种力敏传感器的线性补偿及传感器的力电转换元件。

它的缺点是系数大，长期稳定性较差。

2.弹性体---弹性体是一个有特殊形状的结构件。

它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变区电信号的转换任务。

3.检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。

应变式负荷传感器采用惠斯登电桥原理。

因为惠斯登电桥具有很多优点,如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。

从以上三个部分我们总结一下，传感器的工作原理：当有力沿应变计丝栅方向产生时，因为弹性体的形变导致应变计丝栅长度变化，根据欧姆定律，应变计阻值发生变化，结合惠斯登电桥原理，于是产生了与受力大小相对应的电压变化。

拉绳位移传感器的工作原理及安装注意事项

拉绳位移传感器工作原理及安装注意事项拉绳位移传感器又称拉绳传感器。

它是一种新型而简便的长度位移传感器,用途非常广泛，具有结构紧凑、测量行程长、安装空间尺寸小、测量精度高,可靠性好,寿命长,维护少等优点。

另外，拉绳位移传感器安装使用方便,适合许多危险场合应用，广泛应用与测量领域。

本文主要介绍拉绳位移传感器工作原理及拉绳位移传感器安装时的注意事项。

1、拉绳位移传感器工作原理和常用参数拉绳式位移传感器的功能是把机械运动转换成可以计量，记录或传送的电信号。

拉绳位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起，感应器可以是增量编码器，绝对(独立)编码器，混合或导电塑料旋转电位计，同步器或解析器。

操作上，拉绳式位移传感器安装在固定位置上，拉绳缚在移动物体上。

拉绳直线运动和移动物体运动轴线对准。

运动发生时，拉绳伸展和收缩。

一个内部弹簧保证拉绳的张紧度不变。

带螺纹的轮毂带动精密旋转感应器旋转，输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号。

测量输出信号可以得出运动物体的位移、方向或速率。

常用参数有测量行程、输出信号模式、线性度、重复性、分辨率、线径规格、出线口拉力、最大往返速度、重量、输入电阻值、功率、工作电压、工作温度、震动、防护等级等。

2、拉绳位移传感器信号输出方式拉绳位移传感器信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，行程最大可以做到10000毫米，线性精度最大0.01%，分辨力根据配置不同最大可以达到0.001毫米/脉冲。

模拟输出型可以选择精密电位器、霍尔编码器、绝对值编码器等，输出信号可以为4-20毫安、0-5伏、0-10伏、串行SSI和电阻信号等，最大行程可以达到12500毫米，使用环境最大可以达到IP65的防护等级，-45℃～+105℃的宽温度环境下使用。

3、使用安装注意事项1.利用底部4个固定螺丝孔,依现场及机器安装空间设施需要,直接安装或另加保护或其他机械使用.2.不锈钢索安装时,须注意水平角度,亦即尽量使钢索由出线口至移动部位之机构,于工作时水平滑动，保持最小角度(容许偏差+/-30)以确保量测精度及钢索之寿命.3.钢索本体是不锈钢加涂氟层,请勿让其受外力的割伤﹑烧损﹑撞击等不当之事发生：过量的粉尘﹑积屑或是足以破坏钢索的物品贮留于内部的滑轮或出线口将造成钢索破损,导致运转不顺的故障.4.未安装于工作台或固定坐前,请勿用手或是其它产品将钢索拉出并让其瞬间自行弹回.此举将造成钢索断裂,伤害本体结构及人身安全.5.MN-S和MN-M系列产品的往复运动的瞬间加速绝对不可超过1米/秒;MN-L 和MN-L-P系列产品的往复运动的瞬间加速绝对不可超过0.5米/秒;此举将造成钢索断裂，恕本公司不承担此范围以外的责任.6.若使用于非直线运动的机构,请加装适当的滑轮运转.7.若使用于环境恶劣或特殊场合,请自行加装保护机构或与生产厂家联系，以免造成损失。

S型称重传感器工作原理及安装方法

蚌埠力恒传感器工程有限公司传感器中最为常见的一种传感器主要用于测固体间的拉力和压力通用也人们也称之为拉压力传感器因为它的外形像S形状所以习惯上也称S型称重传感器此传感器采用合金钢材质胶密封防护处理安装容易使用方便适用于吊秤配料秤机改秤等电子测力称重系统。

目前中国市场s型称重传感器的生产厂家比较多，那么，s型称重传感器安装使用方法有哪些呢?今天就给大家介绍一下S型称重传感器的工作原理及安装方法！S型称重传感器工作原理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。

S型称重传感器安装方法1、根据所需工作环境来选定合适的传感器量程以及确定所用传感器的额定载荷，称重传感器虽然本身具备一定的过载能力，但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。

有时短时间的超载，也可能会造成传感器永久损坏。

2、称重传感器要轻拿轻放，尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器，任何振动造成的冲击或者跌落，都很有可能造成很大的输出误差。

3、安装前按说明书要求接线，常用接线方式：红色为电源正极，接到EXC+上，黑线为电源负极，接到EXC-上，绿线为信号正极，接到SIG+上，白线为信号负极，接到SIG-上，蓝线为反馈正极，接到SEN+上，黄线为反馈负极，接到SEN-上，各厂家出厂时线颜色可能不一样，具体请按说明书接线，4、传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理，不可随意打开，电缆线不宜自行加长，因为传感器电缆线在出厂时按输出电阻值调整过，自行加长或减短会影响到传感器输出电阻，为影响整个传感器精度，如果实在确实需加长时应在接头处锡焊，并加防潮密封胶，重新加电阻进行调整达到出厂时的默认输出电阻，5、传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所，这样可以减少现场干扰源对传感器信号输出，减少误差，提高精度。

数显式拉力传感器的工作原理及功能特点

数显式的拉力传感器的使用方便也便是数显式在市场上的叫好的原由，数显式拉力传感器又被称为数显式推拉力计，数显式推拉力计是数显式拉力传感器的一种。

下面就让艾驰商城小编对数显式拉力传感器的工作原理及功能特点来一一为大家做介绍吧。

它是小型简便的推力、拉力测试仪器。

具有高精度、易操作及携带方便的特点，而且有一个峰值切换操作旋钮，可做荷重峰值指示及连续荷重值指示。

手持设计，体积小巧，操作简单，并可结合各种夹具使用，数显式的指针指示，读取数据方便读取无需牛顿和公斤换算，测试的独有公差带指示器装置精确度高。

而且这都是一般的数显式拉力传感器的特点。

一般传感器输出为一个电压值，如果需要将其接入rs485总线网络实现通信，而采用应变桥式拉力传感器专用模块的CPU适配，485线与上位机通讯即可，数显式的基本上是更不需要考虑输出。

不用类型的数显式拉力传感器有这不用的特点，而且如今数显式的拉力传感器也将是走向高精度的测量。

广泛的应用于电子电器、轻工纺织、建筑五金、打火机及点火装置、消防器材、制笔、制锁、渔具、动力机械、科研机构等行业推拉负荷测试。

市场上目前数显拉力计具有高过±0.2%F.S.的精确度和±0.1%F.S.重复精度，并且实现在超过10Kgf的全刻度，最小的读数值为0.1gf的1/10000解析度甚至更强。

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万能材料试验机的工作原理

万能材料试验机的工作原理点击次数：290 发布时间：2009-11-6 14:49:46万能材料试验机的工作原理万能材料试验是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物，是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。

工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。

万能材料试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑（电脑系统型拉力试验机）等结构组成。

一.万能材料试验机的测量系统1.力值的测量通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器，就是由【应变片】、弹性元件和某些附件（补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成），能将某种机械量变成电量输出的器件。

应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

从材料力学上得知，在小变形条件下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变形成正比。

以S型传感器为例，当传感器受到拉力P的作用时，由于弹性元件表面粘贴有应变片，因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可通过测出其输出电压，从而测出力的大小。

对于传感器，一般采用差动全桥测量，即将所粘贴的应变片组成桥路，R1、R2、R3、R4，实际为阻值相等的4片（或8片）应变片，即R1=R2=R3=R4，当传感器受到外力（拉力或压力）作用时，传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化，其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4，结果原来平衡的电桥，现在不平衡了，桥路就有电压输出，设△E则△E=[R1R2/（R1+R2）2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式中U为外电源供给桥路的电压进一步简化有△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U将△Ri/Ri=Kεi代上上式则有△E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）简单来说，外力P引起传感器内应变片的变形，导致电桥的不平衡，从而引起传感器输出电压的变化，我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。

常见传感器的工作原理及应用-高二物理讲练结合新课件(2019人教版选择性必修第二册)

2.热敏电阻：用半导体材料（氧化锰等金属氧化物）制作的对温度敏感的元件
特点：温度上升时导电能力增强，电阻变小，阻值随温度的变化非常明显，灵敏度高，测温范围小 3.作用：金属热电阻和热敏电阻都能够
把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
二.金属热电阻和热敏电阻
观察热敏电阻特性
将多用电表的选择开关调到电阻挡（注意选择适当的倍率），然后仿照图5.2-2所示的方法，将一只热敏电阻连接到多用电表表笔的两端。分别用手和冷水改变热敏电阻的温度，观察电阻的变化情况。
例6.如图所示是一自动控制电路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及ab间的电压U的
变化情况是 ( A )
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小
当堂检测
1. 如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，
电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
四.霍尔元件
1、霍尔元件：用对磁场敏感的材料（导体，半导体）制作的元件
2、原理：利用霍尔效应现象产生霍尔电压可求得磁感应强度的大小。
U k IB (其中k 1 为霍尔系数)
d
nq
3、作用：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
例1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻， R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（ BD ） A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
应变片是把形变这个力学量转换为电阻这个电学量。