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PCB如何選擇石英力傳感器
點(diǎn)擊次數(shù):1938 更新時(shí)間:2021-05-17

 PCB®公司生產(chǎn)的壓電石英力和應(yīng)變測量傳感器具有高頻的動態(tài)力和應(yīng)變測量的能力。典型的測量應(yīng)用涉及動態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)力,如:拉壓力,沖擊力,脈沖力,反作用力等。主要應(yīng)用有:碰撞測試,跌落測試,疲勞測試,斷裂測試和力值監(jiān)測等。

       是不是要問怎么選擇?來,讓我們逐一看下這些常被問及的為什么。

提問

石英力傳感器與載荷傳感器是同一種傳感器嗎?

答: 從傳感器的名字來講-力和載荷-有時(shí)是可以互換的。然而,載荷傳感器更多指的是應(yīng)變式靜態(tài)力傳感器,石英力傳感器為壓電式(PE)的裝置。

提問

在通常的稱重應(yīng)用中,石英力傳感器可以跟應(yīng)變式載荷傳感器互換嗎?

答案是:不可以。由于壓電漂移和放電時(shí)間常數(shù)的影響,石英力傳感器不能長時(shí)間對物體進(jìn)行稱重測量。PE力傳感器不能實(shí)現(xiàn)DC (0 Hz)響應(yīng)。 

提問

與電阻應(yīng)變式傳感器相比壓電石英力傳感器具有哪些優(yōu)勢和特點(diǎn)?

答:動態(tài)范圍 –定義為傳感器可測的小幅值(本底噪聲)至大幅值(滿量程)的比率。石英力傳感器的動態(tài)范圍比電阻應(yīng)變式高10倍以上。

       剛度 – 石英力傳感器的剛度一般比電阻應(yīng)變式傳感器高10倍以上。

       靈敏度穩(wěn)定性 – 石英力傳感器由無活動件的固體組件制造,無老化效應(yīng)。

       線性測量范圍 – PE石英力傳感器的線性測量范圍是應(yīng)變式載荷傳感器的數(shù)倍。工作量程能夠擴(kuò)展到1000倍以上。

       溫度范圍 –電荷型石英力傳感器工作溫度可達(dá)400 °F (204 °C)。電阻應(yīng)變式只能到 200 °F (93 °C).

       尺寸 – 量程為 5,000 lb (22 kN) 的石英力傳感器直徑尺寸為0.75 inch (19 mm) ,而具有相同測量能力的電阻應(yīng)變式的尺寸為 3-4 inch (76-102 mm) 。

       壽命周期成本 – 石英力傳感器由于剛度很大,具有更長的使用壽命。而且需要校準(zhǔn)的次數(shù)比電阻應(yīng)變式要少。 

提問

石英力傳感器的上升時(shí)間指的是什么?

答: 上升時(shí)間定義為:給力傳感器施加一個(gè)階躍信號,傳感器從終穩(wěn)定值的10%到90%所用的時(shí)間。自由狀態(tài)(未安裝)下,傳感器的上升時(shí)間可以通過取傳感器自然頻率的倒數(shù)大體獲得。

 

其中:
     fn = 自然頻率(Hz)
    Tp = 峰值時(shí)間(s)
      可是,計(jì)算實(shí)際的上升時(shí)間會由于不同應(yīng)用引起的安裝自然頻率不同而變得十分復(fù)雜。由于附加的質(zhì)量存在,傳感器的自然頻率會降  低。通常對于安裝好的力傳感器的峰值時(shí)間為自然周期的四分之一。

 

       舉例1: PCB® 的力環(huán),型號為 202B ,自由狀態(tài)下的自然頻率為 60 kHz.

在壓電式(PE)力傳感器中,使用石英晶體與使用陶瓷材料相比有何優(yōu)勢和特點(diǎn)?

答:長期穩(wěn)定性好 – 石英為自然壓電晶體,不會受到大的機(jī)械,熱或者電氣沖擊的影響。
       具有短時(shí)靜態(tài)校準(zhǔn)能力 – 常見的定負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)校準(zhǔn)可以通過使用電荷放大器來實(shí)現(xiàn)。陶瓷元件需要進(jìn)行動態(tài)校準(zhǔn)。
       剛度要高得多 –從很小的輸入到滿量程均具有好的線性度。
       熱敏感性更小 – 在很寬的工作溫度范圍內(nèi),靈敏度變化很小。
       電容值更低– 可以輸出更高的電壓 (電壓 = 電荷量 / 電容),更小的噪聲。
鎮(zhèn)江嘉倍信息技術(shù)有限公司——傳感器專家,PCB!

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