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力学量传感器-原理与分类.docx
资料介绍
力学量传感器
一、什么是力学量传感器
力学量传感器是一类能够将被测力学量信号转换为可测量电信号或其他形式输出信号的器件或装置，是传感器技术领域中应用范围最广、发展历史最悠久的分类之一。
力学量传感器测量的核心对象是各类与力相关的物理量，既包括直接的力参数比如压力、拉力、推力、扭矩、重量，也包括由力学运动衍生的参数比如加速度、振动、速度、位移、应变等，这些参数在工业生产、航空航天、交通运输、医疗健康等几乎所有国民经济领域和科学研究场景中，都是需要精准监测与控制的核心物理量，因此力学量传感器是工业自动化、智能装备、物联网感知层的核心基础元器件。
从工作原理来看，力学量传感器主要是利用各类物理效应实现力学信号到输出信号的转换，常见的转换机理包括应变效应、压阻效应、压电效应、电容效应、电感效应、磁致伸缩效应等，不同的转换机理对应不同类型的传感器产品，分别适配不同的测量范围、精度要求、使用环境场景。
二、常见力学量传感器的分类与原理
（一）电阻应变式传感器
电阻应变式传感器是目前应用最广泛的力学量传感器之一，核心原理是金属导体的应变-电阻效应：当金属导体或者半导体材料受到外力作用发生机械形变时，其电阻值会随形变的大小发生对应变化，通过测量电阻值的变化即可反推出被测力学量的大小。
这类传感器一般由弹性敏感元件和粘贴在弹性元件上的电阻应变片组成，被测力作用在弹性元件上，弹性元件产生形变，应变片随之发生形变，电阻改变后通过惠斯通电桥将微小的电阻变化转化为可测量的电压信号输出。电阻应变式传感器可以用来测量拉力、压力、扭矩、加速度等多种力学量，具有精度高、测量范围宽、使用寿命长、环境适应性好、价格低廉等优点，是工业称重、力值测量领域的主流产品，常见的电子地磅、电子皮带秤、工业测力系统大多采用这类传感器。
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