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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扭矩/扭力传感器，有什么疑问，请加手机微信！苏州PCB扭力传感器优惠接触
加速度技术指标：
●压电传感器的瞬变温度灵敏度
具有热释电效应的传感器在瞬变温度作用下将产生电输出，该输出的最大值与传感器灵敏度和温度改变量乘积的比值称为瞬变温度灵敏度。
在温度产生变化时，压电元件会产生输出信号，这称之为热释电效应。试件或气流温度的突变会引起这种温度变化。大多数情况下这种效应是很低频的，只有信号适调仪的响应在1赫以下，才能检测到。如果信号适调仪有级间高通滤波器，则应特别注意，热释电信号可能会使放大器饱和，使它短时间不工作。
基座隔离式，剪切式，隔离剪切式设计的热释电效应较小。压阻式，变电容式的这种效应是可以忽略的。
●横向灵敏度
对于单向测量来说，要求加速度计不得对被测物体的横向运动产生任何响应是十分必要的。但加速度计不可能是完美无缺的，总是有一定的横向灵敏度，它与横向振动的方向有关，其横向灵敏度一般为轴向灵敏度的1～5%。恩德福克对每个加速度计进行横向灵敏度校准并给出其最大值。
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压力传感器应用领域：
1.应用于注塑模具
压力传感器在注塑模具中有着重要的作用。压力传感器可被安装在注塑机的喷嘴、热流道系统、冷流道系统和模具的模腔内，它能够测量出塑料在注模、充模、保压和冷却过程中从注塑机的喷嘴到模腔之间某处的塑料压力。
2.应用于监测矿山压力
传感器技术作为矿山压力监控的关键性技术之一。一方面，我们应该正确应用已有的各种传感器来为采矿行业服务；另一方面，作为传感器厂家还要研制和开发新型压力传感器来适应更多的采矿行业应用。压力传感器有多种，而基于矿山压力监测的特殊环境，矿用压力传感器主要有：振弦式压力传感器、半导体压阻式压力传感器、金属应变片式压力传感器、差动变压器式压力传感器等。这些传感器在矿产行业都有多方面的应用，具体使用哪种传感器还有根据具体的采矿环境进行选择。
3.应用于压缩机，空调冷设备
压力传感器常用于空气压力机，以及空调制冷设备，这类传感器产品外形小巧、安装方便、导压口一般采用**阀针式设计。
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）。
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压力传感器的选型：
选型依据一：工作原理
压力传感器是以单晶硅为基体，采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺，制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上，实现了所加压力与输出信号的线性转换，经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。
选型依据二：性能指标
测量介质：液体或气体（对不锈钢壳体无腐蚀）
量程：0-1MPa
精度等级：0.1%FS、0.5%FS（可选）
稳定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年
输出信号：RS485、4~20mA（可选）
过载能力：150%FS
零点温度系数：±0.01%FS/℃
满度温度系数：±0.02%FS/℃
防护等级：IP68
环境温度：-10℃～80℃
存储温度：-40℃～85℃
供电电源：9V～36V DC；
结构材料：
外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti
密封圈：氟橡胶
膜片：不锈钢316L
电缆：φ7.2mm聚氨酯**电缆
选型依据三：电气连接图
选型依据四：选型表
选型依据五：外形尺寸
禁止压力传感器测量与不锈钢不相兼容的介质。
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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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