德國HBM柱式傳感器原理

德國HBM柱式傳感器原理

在測量過程中重力作用于彈性體上從而產(chǎn)生形變，這一應(yīng)變（正或負(fù)）被黏貼在彈性體上得應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電子信號。傳感器除了包括必不可少的應(yīng)變片和彈性體外，通常還包括保護(hù)應(yīng)變片的外殼，密封元件等。
圖中顯示了柱式傳感器的彈性體的橫截面。左圖適用于受壓型負(fù)荷，右圖通過與其連接的螺紋桿能承受拉伸和壓縮的負(fù)荷。在黏貼應(yīng)變片的地方，柱子的橫截面減小，由此產(chǎn)生足夠大地應(yīng)變，從而獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。整個(gè)彈性體的變形量很小，因此，此類傳感器在額定負(fù)荷下的變形量小于0.5 毫米。

中空柱式傳感器
彈性體的上面部分通過兩片膜與保護(hù)外殼焊接相連。他們在水平方向非常剛硬以防止側(cè)向力的損壞，而且測量方向很靈活，以便在測量過程中不產(chǎn)生水平分力，電路連線同樣通過氣密的玻璃導(dǎo)管從保護(hù)圈中引出。尤其形成一個(gè)完全密封包裝的傳感器。其應(yīng)變片不受外界氣體和液體的影響。

對測量極大負(fù)荷的傳感器通常選用另外一種形狀的彈性體，例如中空柱狀或管狀，方形柱則是不適合的，因?yàn)榈貌坏接欣趹?yīng)變片測量的均勻應(yīng)變場。圖為中空柱狀的彈性體，它相對易于制造，并且具有極高的抗側(cè)向力。并且密封也易于實(shí)現(xiàn)，但是應(yīng)變片的黏貼比較困難。

扇形中空柱狀彈性體
中空柱狀彈性體存在負(fù)荷加載問題并且具有相對高的滯后誤差，因此實(shí)際上常采用圖中的形狀，中空柱被分成多個(gè)扇形以減小滯后，負(fù)荷通過固定的板導(dǎo)入。

環(huán)扭矩原理

通常需要在提高精度的同時(shí)降低總體高度，根據(jù)環(huán)扭矩原理設(shè)計(jì)的彈性體可以解決此問題。軸向負(fù)荷通過內(nèi)殼導(dǎo)入，傳感器外殼自我支撐在支撐面上，通過內(nèi)殼和外殼之間的相對位移使內(nèi)外殼之間的環(huán)相對于負(fù)荷形變，基于這一原理的傳感器能夠承受非常高的側(cè)向力。

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