力传感器的原理？

一、力传感器的原理？

力传感器的工作原理：由四个应变片组成惠斯通电桥，由于应变片牢固地黏贴在弹性体上，因此应变片将产生和弹性体一样的变形，小体积测力传感器定制，这就导致电阻产生变化，惠斯通电桥输出信号将提供这些变形信息，这样一来，就可以计算出作用在应变片上的力的大小。

 具体来说，力传感器可将传感器与放大、运算以及其它物理量，如温度、压力、角度、加速度、振动等环节集成到一起，从而使使用者通过有线、无线、总线传输模式，直接读取或使用力值及其它物理量值变化，为机械设备应用提供安全保障。

二、多维力传感器原理？

多维力传感器工作原理：

多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器,在笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量,因此,多维力最完整的形式是六维力/力矩传感器,即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器,目前广泛使用的多维力传感器就是这种传感器。 

多维力传感器结构类别，三维力传感器能同时检测三维空间的三个力信息(Fx、Fy、Fz),通过它控制系统不但能检测和控制机器人手爪取物体的握力,而且还可以检测抓物体的重量,以及在抓取操作过程中是否有滑动、振动等。三维指力传感器有侧装和顶装式两种,侧装式三维力指力传感器一般用于二指的机器人夹持器,顶装式三维指力传感器一般用于机器人多指灵巧手。 六维力传感器是智能机器人重要的传感器,它能同时检测三维空间(笛卡尔坐标系)的全力信息,即三个力分量和三个力矩分量。

三、柯力传感器工作原理？

柯力传感器的工作原理：首先向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈。由基准电源与双运放组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,既可提供给二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。

由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。

四、力敏传感器测量原理？

力敏传感器测量原理：电阻应变式传感器是通过弹性敏感元件将外部的应力转换成应变ε，再根据电阻应变效应，由电阻应变片将应变转换成电阻值的微小变化，通过测量电桥转换成电压或电流的输出。

力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器有电阻式、电容式、电感式、压电式和电流式等多种形式，它们各有优缺点。半导体压力传感器的主要技术性能：输出3~20mV/V; 精度0.25%; 频率0~ 5000Hz; 工作温度-55~120摄氏度。这种传感器的优点是体积小、成本低，缺点是对湿度十分敏感。压电式力敏传感器的优点是灵敏度高，工作温度范围宽(-70~250摄氏度)，缺点是成本稍高。近年来，压电式力敏传感器的应用领域和市场销售额明显扩大。

1、压阻式传感器

压阻式传感器是通过扩散工艺将四个半导体应变电阻制作在同一硅片上，利用半导体材料的压阻效应制成的传感器。它由于工艺一致性好，灵敏度相等，因此漂移抵消，迟滞、蠕变非常小，动态响应快，测量精度高、稳定性好、温度范围宽、易小型化、能批量生产和使用方便。

工作原理：压阻式传感器的工作主要基于压阻效应，而压阻效应是在半导体材料上施加作用力时，其电阻率将发生显著变化的现象。

2、压阻式压力传感器

固态压阻式压力传感器的传感器硅膜片两边有两个压力腔。一个是和被测压力相连接的高压腔，另一个是低压腔，和大气相通。

3、压电式传感器

压电式传感器是基于某些材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。它是一种典型的有源传感器，又称自发电式传感器。它具有体积小，重量轻，频率宽，灵敏度高，结构简单，工作可靠等特点。

工作原理：当某些晶体或多晶体陶瓷在一定的方向上受到外力作用时，在某两个对应的晶面上，会产生符号相反的电荷。当外力消失时，电荷也消失；当外力改变方向时，两晶面上的电荷符号也随之改变。

压电传感器就是以压电效应为基础，将力学量转换为电量的器件。

典型的具有压电效应的物质有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料等。

4、压电式加速度传感器

当传感器感受振动时，质量块感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力的作用。这样，质量块就有一正比于加速度的交变力作用在压电片上。由于压电片压电效应，两个表面上就产生交变电荷，当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器的输出电荷（电压）与作用力成正比，亦即与试件的加速度成正比。

五、力双向传感器工作原理？

内部集成了两个霍尔器件，按一定的角度布置，感应出两个频率，幅度，极性相同的转速信号，而随旋转方向的不同，这两个信号有不同的相位差，传感器内的特殊电路检测这个相位差而产生方向逻辑输出。

这种效应和传统的感应效果完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电压差。 霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。

六、传感器的原理？

文章采自【洋奕电子】

传感器有很多种，有称重的，位移的，湿温度的，气体的，所以这样说很笼统。我这里就以称重传感器说一下吧：

随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。

高速定量分装系统

本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。

系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。

图1 原理框图

在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。

定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供PID运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下袋的装料称重。

图2所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直到装有料的电子称下面，传送带停止运动，电磁线圈2通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁线圈1通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈1断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，操作人员可以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。

图2 自动称重和装料装置

本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。

七、六维力传感器工作原理？

六维力传感器的标定均在假设传感器系统为线性系统的情况下进行，即传感器静态数学模型满足 F=CV 其中，V是六维力传感器输出的6路原始信息(列信息，单位是V)，F是经过计算的6路力信息(列信息，力的单位是KN，力矩的单位是KNm)[6-7]。 传感器静态标定的实质就是利用施加在六维力传感器上的广义力矢量组F和通过数据采集上采样得到的传感器6个输出信号矢量组V求出标定矩阵C，传感器的输出信号是一个6路电压信号组成的矢量。如果不考虑传感器的非线性因素的影响，只要给传感器施加6个线性无关的力矢量，并测得对应6个力矢量的传感器的输出电压信号矢量V，就可以得到一个惟一解C。

八、力敏传感器的测量原理？

力敏传感器测量原理：电阻应变式传感器是通过弹性敏感元件将外部的应力转换成应变ε，再根据电阻应变效应，由电阻应变片将应变转换成电阻值的微小变化，通过测量电桥转换成电压或电流的输出。

力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器有电阻式、电容式、电感式、压电式和电流式等多种形式，它们各有优缺点。

缺点是对湿度十分敏感。压电式力敏传感器的优点是灵敏度高，工作温度范围宽(-70~250摄氏度)，缺点是成本稍高。近年来，压电式力敏传感器的应用领域和市场销售额明显扩大。

九、力传感器数据传输原理？

一、压电压力传感器

压电式压力传感器主要基于压电效应（Piezoelectric effect），利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量，再进行相关测量工作的测量精密仪器，比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中，原因是受到外力作用后的电荷，当回路有无限大的输入抗阻的时候，才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是：磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。

二、压阻压力传感器

压阻压力传感器主要基于压阻效应（Piezoresistive effect）。压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于上述压电效应，压阻效应只产生阻抗变化，并不会产生电荷。

三、电容式压力传感器

电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件，将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

四、电磁压力传感器

多种利用电磁原理的传感器统称，主要包括电感压力传感器、霍尔压力传感器、电涡流压力传感器等。

霍尔压力传感器

霍尔压力传感器是基于某些半导体材料的霍尔效应制成的。霍尔效应是指当固体导体放置在一个磁场内，且有电流通过时，导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边，继而产生电压（霍尔电压）的现象。电压所引致的电场力会平衡洛伦兹力。通过霍尔电压的极性，可证实导体内部的电流是由带有负电荷的粒子（自由电子）之运动所造成。

十、小量程高精度力传感器原理？

小量程高精度力传感器工作原理：力传感器的一般工作原理是对所施加的力作出响应，并将力值转换成可测量的量。市场上有各种基于各种传感元件的力传感器，大多数力传感器都是使用力敏电阻器设计的，这些传感器由传感膜和电极组成。