如何檢測力、壓力、位移、扭矩傳感器的基本性能？

基本性能是傳感器的主要工作特性，反映了傳感器被測量變量和輸出量之間的響應(yīng)關(guān)系。各種傳感器的檢查是將測量器具的標(biāo)準(zhǔn)值與傳感器的顯示值(輸出信號(hào)值)進(jìn)行比較，確定誤差的過程。

測力傳感器的檢測目的是確立力值的大小和輸出信號(hào)值之間的相互關(guān)系。

一是計(jì)量單位。

自1990年第11屆國際計(jì)量大會(huì)以來，世界各國相繼采用國際單位制(SI)，這是在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的更完善、更合理的先進(jìn)單位，規(guī)定以牛頓(N)為力量的單位。

二是測力方法。

測量力值的方法很多，可以用與已知重力平衡的方法測量力，也可以用與力成比例的各種物理現(xiàn)象，如彈性、壓力、壓力磁鐵等。常見的測力方法可以歸納為力的動(dòng)力效應(yīng)和靜力效應(yīng)。

利用動(dòng)力效應(yīng)測量力值。在重力場，地球的引力使物體產(chǎn)生重力，即重量。因此，已知質(zhì)量的物體可以用重力場的重量來測量。

利用靜態(tài)效應(yīng)測量力值。力的靜態(tài)效應(yīng)使物體變形。如果物體是彈性體，根據(jù)虎克定律，其變形量與彈性范圍內(nèi)的力成正比。通過這種方式，測量變形量可以知道力的大小。

三是測力設(shè)備。

最常用的測力設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)，其精度和范圍可根據(jù)被測傳感器選擇。

四、檢驗(yàn)程序。

檢測力傳感器的主要程序是將傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)上；連接檢測系統(tǒng)；按順序檢測；數(shù)據(jù)處理和計(jì)算誤差等。

安裝要求。當(dāng)被測傳感器在標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)上校準(zhǔn)時(shí)，安裝時(shí)應(yīng)注意使傳感器的載荷軸與標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)的載荷軸一致。否則，由于分力、側(cè)向力或力分布不均勻的影響，會(huì)給測試帶來誤差。圖中顯示了安裝不正確造成的載荷變化。

系統(tǒng)連接。力傳感器的檢測系統(tǒng)分為輸出和輸出兩部分，如圖所示。

輸入量由標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)讀取(給定)，輸出量一般可通過電壓表(或其它信號(hào)檢測儀)讀取或記錄。當(dāng)被測傳感器為有源傳感器時(shí)，不需要輔助電源。

檢測順序。在被測傳感器上按0%、20%、40%、60%、80%和100%的范圍施加力，再次施加力后，由檢測儀器讀取或記錄傳感器每個(gè)測量點(diǎn)上的輸出信號(hào)。以上和下兩個(gè)行程是一個(gè)測量循環(huán)，一般應(yīng)該是三個(gè)循環(huán)。

這通常檢測傳感器的加載級(jí)數(shù)和循環(huán)次數(shù)。根據(jù)需要，加載級(jí)數(shù)為10，循環(huán)次數(shù)為5。

數(shù)據(jù)處理。將測量點(diǎn)上的數(shù)據(jù)列入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表。根據(jù)線性、滯后、重復(fù)性和靈敏度的定義及其誤差計(jì)算方法，分別尋求被測傳感器各項(xiàng)指標(biāo)的最大誤差。然后根據(jù)傳感器的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，判斷傳感器是否合格。

壓力、位移、扭矩和速度傳感器。

壓力、位移、扭矩和速度傳感器的檢查是為了建立相應(yīng)的輸入和輸出信號(hào)值之間的關(guān)系。

①壓力傳感器。用活塞式壓力計(jì)對(duì)被測傳感器施加標(biāo)準(zhǔn)壓力值，用適當(dāng)?shù)娘@示器測量傳感器的輸出信號(hào)。靜態(tài)使用的壓力傳感器的檢查順序、數(shù)據(jù)處理、誤差判別等方法與測力傳感器的檢查相同。為了檢查壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性，通常在激波管上測定傳感器的頻率特性和減震系數(shù)，根據(jù)測定結(jié)果推算傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

②位移傳感器。測量位移的測量儀器應(yīng)根據(jù)被測傳感器的測量范圍、精度和分辨率要求進(jìn)行選擇和確定。通常，測量線位移的儀器包括螺旋千分尺、千分表、計(jì)量塊規(guī)格、萬能工具顯微鏡等。測量角位移的儀器包括分度頭、角度塊規(guī)格、正弦尺等。檢查位移傳感器時(shí)，應(yīng)特別注意傳感器的安裝，要求測量儀器的工作方向與傳感器的工作方向一致，以避免安裝偏引起的誤差。

③扭矩傳感器。使用標(biāo)準(zhǔn)扭矩機(jī)和相應(yīng)的檢測儀器進(jìn)行檢測，扭矩是通過砝碼的重量和力臂的長度來確定的。在檢測過程中，標(biāo)準(zhǔn)要求傳感器與扭力機(jī)軸線一致，如果安裝在不同的軸上，會(huì)給傳感器帶來額外的剪力和彎矩，從而影響檢測精度。

④速度傳感器。將傳感器與標(biāo)準(zhǔn)速度檢測臺(tái)的輸出軸連接，檢測臺(tái)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)速度檢測速度傳感器。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高品質(zhì)、高精度力值測量傳感器的廠家。主要產(chǎn)品有微型傳感器、拉壓傳感器、S型傳感器、軸銷傳感器、測力傳感器、多維力傳感器、變送器/放大器、控制儀表、手持儀等力控產(chǎn)品達(dá)千余種。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于多種新型和智能化高端領(lǐng)域。

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