各种传感器介绍

1、一种高灵敏度电阻式应变式传感器

从图2—17中可以看出来，当施加拉力时传感器的最大应变就在弓形弹性元件的中部，且弹性元件的上下表面的应变值符号是相反的。钢轴受力的应变值与弓形弹性元件中部的应

变值相比小了很多。实际应用在弓形弹性元件的中部钻有小孔，则在孔的边缘有应力集中，所以应变片应该分上下贴在弓形弹性元件的中间小孔的边上，四片组成一个全桥，既可以感受到最大的应变值，又可以实现温度自补偿，从而达到提高灵敏度的目的。

上图：传感器标定装置

2、电阻应变片

电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。

3、加速度传感器

类型一：压电式加速度传感器

某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态。这种现象称为压电效应。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。压电加速度传感器基于材料的压电特性，当压电传感器中压电晶体承受被测机械应力作用时，在它的两个极面出现极性相反但电量相等的电荷。可以把压电传感器看成一个静电发生器，如图4．35(a)所示。也可以把它视为两级板上聚集异性电荷，中间为绝缘体的电容器，如图4．35(b)

类型二：力平衡式加速度传感器

力平衡加速度计的敏感元件是附加在可动质量上的可变电容器。可动质量通过两个对称的簧片与仪器支架相连，可动质量与簧片构成一个典型的弹簧—振子系统。可动质量上有一个双面开口环状电极（动片），动片的上下各有一个与其平行的、相同形状的固定极板（定片），这三个极板构成了传感器的敏感元件—可变电容。可动质量的下面连着一个施加平衡力的线圈，线圈正好落在一个环形磁隙中，磁隙的磁场由新型强磁材料钕铁硼永磁铁产生。当被测物体运动时，电容器的动片和定片之间产生相对位移，该相对位移经电路变成电压信号，放大后由反馈电路以电流形式送给可动质量上的线圈，通电线圈与永磁场的相互作用产生一个与被测加速度施加给可动质量的大小相等、方向相反的安培力，这就是“力平衡”原理。加速度计的输出电压与反馈电流成比例，自然就与被测加速度成比例。

4、振弦式传感器

谐振式传感器是基于正反馈原理，有激励器、检测器、机械谐振器和放大器构成的机

电一体化高品质闭环谐振系统，与传统的幅值敏感类模拟式传感器不同，谐振式传感器频率输出的固有特性，决定了它不必经过A／D转换器件就可以直接与数字系统及计算机接口的优势，并且信号精度不会因传输而降低，能够无失真地远距离传输和实现高精度的测量。谐振式的传感器系统功耗小，抗干扰性强，稳定性好。

振弦式传感器是以钢弦作为敏感元件，输入量为力，输出量为频率信号的传感器。钢弦振动的固有频率与张紧力有关系，当钢弦长度确定后，钢弦的振动频率的变化量可表示张紧力的大小。