測力傳感器在工程機械中的地位將越來越高

力傳感器是利用力敏感元件、轉換元件和處理單元，將一個或多個力學量(張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應力和應變等)轉換成電信號輸出的設備。

現(xiàn)在，力傳感器已經(jīng)廣泛應用于現(xiàn)代科技和社會生產(chǎn)中。例如，測力傳感器、扭矩傳感器、多維力傳感器等力學傳感器廣泛應用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械、高空作業(yè)車、工業(yè)機器人、特種車輛等高標準機械設備。

測力傳感器作為工程機械中不可缺少的核心安全部件，是決定整個系統(tǒng)準確性和可靠性的關鍵基礎部件，甚至是整個力控系統(tǒng)的心臟，其準確性、穩(wěn)定性和可靠性直接影響測量系統(tǒng)的測量性能。

在這些因素中，通用力傳感器中使用的敏感元件大多是應變片，它們作為電導體牢固地附著在基底上。當基底被拉伸時，應變片會變長。相反，當壓縮時，應變片會縮短。結果，應變片電阻發(fā)生變化。這是應變測量原理，通過應變電阻的變化來確定應變大小。

四個應變片組成惠斯通電橋。由于應變片牢固粘附在彈性體上，應變片會產(chǎn)生與彈性體相同的變形，導致電阻發(fā)生變化?；菟雇姌虻妮敵鲂盘枌⑻峁┻@些變形信息。這樣，就可以計算出應變片中作用的力的大小。這就是力傳感器的工作原理。

具體來說，力傳感器可以將傳感器與溫度、壓力、角度、加速度、振動等放大、運算等物理量集成在一起，使用戶通過有線、無線、總線傳輸模式直接讀取或使用力值等物理量值的變化，為高端機械設備的應用提供全面的安全保障。

以農(nóng)業(yè)機械為例，近年來，黑龍江農(nóng)墾系統(tǒng)引進的各種拖拉機都配備了不同類型的力傳感器。在力調(diào)節(jié)、位調(diào)節(jié)和綜合力調(diào)節(jié)方面，力傳感器被直接監(jiān)控和控制，充分展示了機器運行過程中的先進性和駕駛員操作的便利性。

簡而言之，測力傳感器可以將被測非電量轉換成電量輸出，主要由敏感元件、轉換元件、測量電路和輔助電源四部分組成。目前，在工程機械領域，廣泛使用的測力傳感器是電阻應變片測力傳感器，簡稱電阻測力傳感器。電阻應變片測力傳感器內(nèi)部，電路一般為橋式電路。電阻作為轉換元件，電阻值的變化最終以信號的形式輸出。

由于電阻測力傳感器具有結構簡單、線性和穩(wěn)定性好、輸出精度高的特點，在實踐中越來越受到重視。它使用的敏感元件是彈性測試元件，主體是彈性體。其中，彈性體的結構形狀和相關尺寸對測力傳感器的性能影響很大。

測力傳感器的主要用途是感知物體的重量、拉力、張力或扭力，并將信號傳輸給控制器，以便根據(jù)預設值設備響應后續(xù)動作。

比如安裝在旋挖鉆機上的銷軸式力傳感器就是一種測力傳感器，其主要作用是保護鉆桿觸底，防止鋼絲繩因卷揚過放而亂繩，加壓過大而斷繩。簡單理解就是旋挖鉆機打樁時，鉆桿觸底或打樁壓力過大，測力傳感器會將力值的變化反饋給控制器進行判斷，從而控制鉆機的卷揚、收放或停止鉆機工作，防止安全事故和設備損壞。

如今，中國機械工業(yè)在世界上排名第一，但存在大而不強、自主創(chuàng)新能力弱、核心技術和關鍵零部件對外依存度高等問題。目前，中國的力傳感器技術與國外技術仍有很大差距，歐美的微型和多維智能傳感器水平遠遠超過中國。

就力傳感器市場而言，力傳感器行業(yè)整體需求規(guī)模小且多樣化，目前國內(nèi)高端力傳感器公司品牌不多，而比較有實力的也是屈指可數(shù)的，深圳市力準傳感技術有限公司是一個不錯的測力傳感器生產(chǎn)廠商，主要產(chǎn)品有稱重、測力、壓力、扭矩傳感器等千余款產(chǎn)品。有適用于各種惡劣環(huán)境的高、中、低溫傳感器和高防護等級傳感器。產(chǎn)品可廣泛應用于航空航天、汽車制造、紡織、電子、油田、化工、機械加工、能源、環(huán)保、醫(yī)療、交通、建材等領域自動化工程的檢測和過程控制。對于力傳感器來說，未來發(fā)展前景廣闊，微集成和智能將是力傳感器未來的發(fā)展方向和趨勢。

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