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壓電力傳感器與基于應(yīng)變的傳感器具有明顯不同的特性。
壓電力傳感器 由壓電晶體切片構(gòu)成，受到壓向力時(shí)產(chǎn)生電荷。通常，兩個(gè)切片之間插入電極，它吸收所產(chǎn)生的電荷，周圍的外殼也用作電極。壓電傳感器的晶體和殼體的表面質(zhì)量要求非常高，并且對(duì)力傳感器的測(cè)量質(zhì)量(線性度，響應(yīng)特性)至關(guān)重要。
是否使用基于應(yīng)變或壓電力傳感器取決于應(yīng)用。以下應(yīng)用中，壓電傳感器是優(yōu)先選擇的：
傳感器安裝空間有限
初始負(fù)荷高的小力測(cè)量
測(cè)量范圍寬
非常高的溫度下測(cè)量
極端的過(guò)載穩(wěn)定性
高動(dòng)態(tài)
在下文中，我們將詳細(xì)介紹其典型的應(yīng)用領(lǐng)域，并為您提供傳感器的選項(xiàng)指南。
壓電傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域:
1. 傳感器安裝空間有限
壓電力傳感器結(jié)構(gòu)非常緊湊 - 例如 CLP 系列 高度僅 3 到 5 mm (依據(jù)量程)。 因此，這種傳感器非常適合與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)集成。傳感器帶有一個(gè)集成的電纜，因?yàn)樗鼈儾荒苋菁{插頭，因此結(jié)構(gòu)高度非常低。傳感器帶有所有螺紋尺寸，從M3到M14。結(jié)構(gòu)高度低要求傳感器表面上的力盡可能均勻地分布。
2. 初始負(fù)荷高的小力測(cè)量
當(dāng)施加力時(shí)，壓電傳感器產(chǎn)生電荷。然而，傳感器受到超出實(shí)際測(cè)量的力，例如在安裝期間。所產(chǎn)生的電荷可能短路，將電荷放大器輸入端的信號(hào)設(shè)置為零。這樣就可以根據(jù)要測(cè)量的實(shí)際力來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)量范圍。因此，即使初始負(fù)載與被測(cè)量的力相差很大，也能保證高測(cè)量分辨率。CMD600等高端電荷放大器可以實(shí)時(shí)連續(xù)地調(diào)節(jié)測(cè)量范圍，從而支持這些應(yīng)用。
3. 測(cè)量范圍寬
壓電傳感器在多階段中也具有優(yōu)勢(shì)。首先，初始施加較大的力時(shí)。相應(yīng)調(diào)整壓電測(cè)量鏈。第二階段涉及力的跟蹤，即小力變化測(cè)量。受益于壓電傳感器的特殊功能，包括物理消除電荷放大器輸入端的信號(hào)。電荷放大器輸入可以再次設(shè)置為零，并調(diào)整測(cè)量范圍以確保高分辨率。
4. 極高溫
一些應(yīng)用需要在非常高的溫度下測(cè)量力。在這些應(yīng)用中，基于應(yīng)變的力傳感器達(dá)到了其物理極限。然而，CHW 系列, 壓電力墊圈的工作溫度可高達(dá)300攝氏度。
5. 極高過(guò)載穩(wěn)定性
除了少數(shù)例外，所有壓電傳感器具有相同的靈敏度。這又意味著在給定力下具有20kN量程的力傳感器與700kN量程的傳感器的輸出信號(hào)相同。因此，在分辨率和精度方面，使用兩個(gè)傳感器中的哪一個(gè)是無(wú)關(guān)緊要的。測(cè)量鏈可以設(shè)置為最大力值，但能夠測(cè)量非常小的力。
6. 高動(dòng)態(tài)
壓電傳感器具有非常小的位移并提供相應(yīng)的高剛度 - 這使它們成為用于動(dòng)態(tài)應(yīng)用的理想選擇。然而，整個(gè)測(cè)量鏈對(duì)動(dòng)態(tài)特性有影響。還需要考慮附件的剛度。壓電測(cè)量鏈通常非常適合于小力值的高度動(dòng)態(tài)測(cè)量。 基于應(yīng)變的力傳感器 是大力值動(dòng)態(tài)測(cè)量的第一選擇
哪種傳感器是正確的選擇?
如果上述方面之一適用于您的應(yīng)用，則需要使用壓電傳感器進(jìn)行力測(cè)量。但是哪個(gè)傳感器是正確的?以下是典型用途選擇指南。
“壓電式力學(xué)墊圈廣泛應(yīng)用。 我可以在我的應(yīng)用程序中使用這樣的傳感器嗎?”
大多數(shù)用戶喜歡壓電力墊圈，這樣可以與測(cè)量對(duì)象或機(jī)械地集成在一起，而不必進(jìn)行重大的機(jī)械改變。 然而，這些傳感器總是需要通過(guò)預(yù)應(yīng)力安裝，即使用螺釘或預(yù)應(yīng)力組施加的初始載荷，以防止損壞并確保足夠的彎矩穩(wěn)定性。 此外，需要校準(zhǔn)，因?yàn)閭鞲衅靼惭b對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的靈敏度也是決定性的。 這意味著，安裝后，測(cè)量點(diǎn)的靈敏度需要通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)確定，以確保高質(zhì)量的結(jié)果。
“我無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)，但是，我希望使用壓電傳感器。”
我們推薦: CFT 力傳感器
已經(jīng)施加過(guò)預(yù)應(yīng)力和校準(zhǔn)的傳感器可用于此類應(yīng)用，CFT力傳感器可立即進(jìn)行測(cè)量。交付時(shí)包括指定敏感度的測(cè)試記錄。
“我想要一個(gè)易于集成的傳感器;然而，我的應(yīng)用程序需要一個(gè)插頭連接，我需要施加非常大的力”
我們的提示: CFW 系列緊湊型墊圈
CFW 力墊圈具有較高的高度，CFW / 700 KN 具有最大尺寸，內(nèi)徑為36 mm。受到不利的安裝條件的影響較小。CFW 力墊圈帶有插頭連接，非常靈活。可以連接不同的電纜，適用于惡劣環(huán)境!
“我需要在非常高的溫度下進(jìn)行測(cè)量“
我們推薦: PACEline CHW 系列力墊圈
CHW系列力墊圈設(shè)計(jì)用于極高溫度下使用。 CHW-2型號(hào)工作溫度高達(dá)200攝氏度，CHW-3 工作溫度高達(dá)300攝氏度。這些力墊圈需要進(jìn)行校準(zhǔn)。它們的低溫靈敏度允許在室溫下進(jìn)行校準(zhǔn)。
“空間是我應(yīng)用的一個(gè)制約因素，安裝高度是決定性的因素."
我們推薦: CLP 微型力墊圈
CLP 系列非常適合此類應(yīng)用，傳感器的結(jié)構(gòu)高度只有3到5毫米，這取決于力墊圈的量程。此外，傳感器集成電纜，并適用于所有螺紋尺寸，從M3到M14。結(jié)構(gòu)高度低要求傳感器表面上的力盡可能均勻分布。
“無(wú)法容納一個(gè)力墊圈，而 CFT 或基于應(yīng)變的傳感器也需要太多的空間。”
正確的選擇: CST 壓電應(yīng)變傳感器
CST系列的應(yīng)變傳感器非常小，只需一個(gè)螺釘安裝，能夠記錄非常小的應(yīng)變，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)比例地信號(hào)。通過(guò)標(biāo)定，CST/300 能夠用于測(cè)量壓力，用于電纜生產(chǎn)設(shè)備，壓機(jī)和鉚接設(shè)備等。CST應(yīng)變傳感器具有非常高的靈敏度，結(jié)實(shí)可靠。測(cè)量精度依賴于傳感器材料。
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