浙江PCB声学传感器品质保障

如何在冲击和跌落测试中选择合适的力传感器？

石英、压电力与应变传感器可靠性高，它具有杰出的动态力和应变测量特性。典型的测量包括在驱动、压缩、冲击、脉冲、反作用与张力过程中的动态力和准静态力。下面让我们通过理论公式和实际例子相结合，详细分析该如何选择：

能量与力的关系：

   根据能量守恒定律，UUT（被测设备）势能PE与动能KE的变化是相等的，即：

PE = KE

   针对跌落测试, m =质量, h =跌落高度, g = 重力加速度, v =冲击速度, 则能量守恒等式为:

mgh = ½ mv²

   冲击速度V不受质量影响，在忽略空气阻力的前提下，速度可按下面等式近似计算：

v = √2gh

冲击位移与力的关系：

   根据能量定理冲击过程中的纯功等于平均力乘以冲击位移，可得到预估的力：

W纯 = ½ mv终²    - ½ mv初²

   在跌落测试中，初速度为零，所以

W纯 = ½ mv终²

   如果假设冲击位移为d，则平均力F可按照如下等式计算：

F = W纯/d 上海持承自动化设备有限公司主营麦克风传感器，如需产品规格，敬请您的来电！浙江PCB声学传感器品质保障

加速度具体运用场合：

汽车安全

加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。

在安全应用中，加速度计的快速反应非常重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速确定，所以加速度计必须在瞬间做出反应。通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动不止的传感器设计可以缩短器件的反应时间。其中，压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展较快。

游戏控制

加速度传感器可以检测上下左右的倾角的变化，因此通过前后倾斜手持设备来实现对游戏中物体的前后左右的方向控制，就变得很简单。

图像自动翻转

用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。

电子指南针倾斜校正

磁传感器是通过测量磁通量的大小来确定方向的。当磁传感器发生倾斜时，通过磁传感器的地磁通量将发生变化，从而使方向指向产生误差。因此，如果不带倾斜校正的电子指南针，需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理，可以对电子指南针的倾斜进行补偿。

PCB振动传感器上海持承自动化设备有限公司主营接近开关传感器，如有任何需求，欢迎咨询！

压电式力传感器在汽车零部件耐久性测试刚度的应用：

应变式载荷传感器的灵敏度是由偏转结构的刚度决定的，由测量量程决定其大小。当受力产生弯曲或张力时，箔式应变计会产生相应的挠曲变形，其电阻也随之变化。例如，大部分应变式载荷传感器在达到满量程输出时，应变片至少需要0.001到0.003英寸（25.4μm-76.2μm)的偏转变形，这相当于100lb到10,000lb满量程输出时，各自只需0.03到6.7lbs/μin的刚度。

      石英（二氧化硅，SiO2）压电式力传感器的硬度比应变式载荷传感器高一个数量级，作用在石英晶体上的压力使晶体产生电荷输出，而箔式应变计则产生相应的偏转（应变），电荷输出的单位为皮库（pC)。用于制造各种尺寸压/拉力传感器的石英敏感元件的灵敏度通常为18pC/lb(4pC/N)。

      压电石英力传感器能响应作用在其身上的压力，产生微小的应变，并产生电荷输出。其刚度约为6-100lbs/μin。该压力使晶格极化，静止状态下晶格处于不对称排列，如图1所示，左边的分子处于静止状态，右边的分子由于力的作用产生电极化。图1所示在力的作用下，晶体产生了挠曲变形，但这是原子放大图，实际的应变约为百万分之一英寸（0.05μm）。

压力传感器接线方法：

传感器的接线一向是客户采购过程咨询得较多的问题之一，很多客户都不知道传感器如何连线，其实各种传感器的接线方式基本都是一样的，压力传感器一般有两线制、三线制、四线制，有的还有五线制的。

压力传感器两线制比较简单，一般客户都知道怎么接线，一根线连接电源正极，另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极，这种是较简单的，压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线，这根线直接连接到电源的负极，较两线制麻烦一点。四线制压力传感器肯定是两个电源输入端，另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出，4~20mA的叫压力变送器，多数做成两线制的。压力传感器的信号输出有些是没有经过放大的，满量程输出只有几十毫伏，而有些压力传感器在内部有放大电路，满量程输出为0~2V。至于怎么接到显示仪表，要看仪表的量程是多大，如果有和输出信号相适应的档位，就可以直接测量，否则要加信号调整电路。五线制压力传感器与四线制相差不大，市面上五线制的传感器也比较少。

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传感器按作用形式分如下：

按作用形式可分为主动型和被动型传感器。

主动型传感器又有作用型和反作用型，此种传感器对被测对象能发出一定探测信号，能检测探测信号在被测对象中所产生的变化，或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型，检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例，而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。

被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号，如红外辐射温度计、红外摄像装置等。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等大类。

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传感器按工作原理可划分为：

电学式传感器—是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。

电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。

电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。

电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁性位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。

磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。

电涡流式传感器是利用金属在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。

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